NVM原理学习笔记

本文为清华大学存储课程中DRAM部分的学习记录

NVM介绍

DRAM的不足之处：1 为了保存数据需要充放电-费电；2 不能做的很小；

1 PCM通过热度改变其状态（晶态与非晶态=>改变电阻，改变1 0）；

上面为非晶态：电阻很大，电流小；

下面为结晶态：电阻会很小，电流可以读出来；

而改操作通过SET和RESET来进行。绿色部分（SET）达到结晶态（低阻值）；RESET用很高的温度，非晶态，阻值很大。通过加电压来看是低阻还是高阻（差别有几个数量级）。

所以能够做的比DRAM更大，在85度以下能保存85年；

对PCM使用MLC技术。

上图展示了设备的延迟、带宽。

PCM能耗较低，写的次数为10^8次，容易写坏。但是相比于DRAM是非常大的。

相比于DRAM的优点：

• 1 更大更便宜；

• 2 非易失性；

• 3 不需要fresh；

不足之处：

• 1 延迟高；
• 2 写能耗高；
• 3 容易写坏；

直接使用PCM来替换DRAM的效果：左图为PCM在不同应用上的延迟（1 为DRAM的延迟），平均为1.6倍；右图为寿命。

如何去解决上述的性能不足的问题呢？

• 使用较小的ROW buffer

• 使用使用cache block

2 STT-MRAM通过改变磁来决定；

当Reference Layer与Free Layer磁性相同的时候，表示0；反之为1.

在STT-MRAM中有个比较特殊的性质就是可以牺牲一部分的持久化寿命进行高效的写操作；

ReRAM通过改变原子的结构来记录1或0；