Random Access Memory(RAM) : 램, SSD, 차세대 메모리

 

 

정의상 가정	memory (메모리) _flash,  수동소자(Passive element) : 멤리스터(memristor), 저항(resistor), 커패시터(capacitors), 인덕터(inductor)
내용상 가정
공식
단위
응용	MRAM (Magnetoresistive random-access memory)

 

↑파란 박스의 글자를 클릭하시면 가정과 응용으로 넘어 가실 수 있습니다!!

 

이전 포스팅 "memory (메모리) _flash"에서 메모리에 전반적인 형태를 보았습니다.

현 포스팅에서는 우리에게 많이 익숙한 RAM의 기본 cell에 대해 알아보겠습니다.

 

RAM은 Random Access Memory의 약어인데, 여기서 Random을 "무작위"라는 의미로 해석해서는 안됩니다.

Random은 RAM이전의 Hard disk가 기계적으로 disk의 저장되어있는 위치에 물리적으로 도달해서 읽는 것에서 나온 단어입니다. 즉 읽는 위치까지 순차적으로 모든 것을 다 읽어야 하기 때문에 오래 걸리는 메모리 입니다.

반면 RAM은 전기적으로 원하는 위치에 voltage만 주면 되므로 정확하게 한번에 도달하게 됩니다. 따라서 순차적으로 접근하는 것이아닌, 특정 장소에 바로 접근한다는 의미의 Random입니다.

 

Cell과 Array구조에 대해선 "memory (메모리) _flash"에서 이미 다루었으므로 본 포스팅에서는 메모리 cell이 왜 특정한 형태를 지니게 되고 발전해오고있는지 확인하겠습니다.

우리가 사용하고 있는 메모리는 성능(용량, 스피드, 저전력, 기능)을 높이기 위해 cell의 size도 줄여가고 여러가지 물질을 섞어 쓰였으며, cell의 structure를 변화시켜갔습니다. 하지만 이런 전략이 점차 limitation을 향해 가고있습니다.

 

이러한 발전을 가로막는 큰 요인으로 크게 4가지가 있는데 메모리 cell을 생각할 때 항상 따라다니는 문제들 입니다.

 

1. Voltage-time dilemma

Operation voltage와, Operation speed, 그리고 retention time의 interdependent(trade off) 문제입니다. 다시말해 DRAM의 경우 Capacitor에 저장되어있는 정보가 높은 voltage로 걸었을 때 retention time이 더 오래가고 빠르게 할 수 있으나, 저전력을 위해 votlage를 낮추면 이들이 모두 감소되어 보통 성능과 저전력의 trade off문제를 나타날때 이를 voltage time dilemma라 합니다.

이는 DRAM에만 국한된거고, 다른 메모리의 경우 보통 barrier issue라 합니다. 즉, 긴 retention time을 위한 high barrier는 빠른 charge injection을 불가능하게 하고, 정보저장을 위해 높은 voltage즉 전력을 사용해야합니다.

이러한 dilemma의 경우 모든 메모리 메커니즘에 생기는 dilemma이므로 인류에 사용되는 메모리의 적당한 기준을 정했습니다.

바로 binary state가 read하는 voltage Vr에서 10년동안 변화하면 안되며, write voltage Vw가 인가될때는 매우 짧은 시간에 변화하여야하는데 이 기준은 Vw/Vr<10입니다.

 

2. Sneak current (Destructive Read-out(DRO))

 

3. Size

돈을 줄여야하니 이건 당연합니다..

 

4. Cost & Complicated Fabrication

 이것도 당연한 이야기일겁니다.

 

사실 RAM의 종류는 정말 많습니다.

SRAM, DRAM, FeRAM, MRAM, PC-RAM, Redox based RAM, Molecular memory, Flash, Transistor based RAM입니다.

이중 Volatile은 SRAM과 DRAM이며, 나머지는 Non-Volatile RAM입니다.

 

 

 

 

추후 더 정확한 물리적 설명과 공식을 추가하겠습니다.

읽어주셔서 감사합니다!