Спосіб запису та зчитування інформації у резистивній пам’яті з довільним доступом

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб запису та зчитування інформації в резистивній пам'яті з довільним доступом, який полягає в тому, що для запису та зчитування інформації на комірки-мемристори резистивної пам'яті подають електричні імпульси, який відрізняється тим, що на комірки резистивної пам'яті подають імпульси струму від джерела струму, а збережену в комірці пам'яті інформацію визначають по напрузі на мемристорі.

2. Спосіб запису та зчитування інформації в резистивній пам'яті з довільним доступом за п. 1, який відрізняється тим, що для зчитування інформації на комірки резистивної пам'яті подають однакову кількість імпульсів струму від джерел струму різної полярності, причому площу імпульсів струму кожної полярності вибирають менше площі струмів імпульсів запису.

3. Спосіб запису та зчитування інформації з резистивної пам'яті з довільним доступом за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що для зчитування інформації на комірки резистивної пам'яті подають два імпульси струму різної полярності.

Текст

1. Спосіб запису та зчитування інформації в резистивній пам'яті з довільним доступом, який полягає в тому, що для запису та зчитування інформації на комірки-мемристори резистивної пам'яті подають електричні імпульси, який відрізняється тим, що на комірки резистивної пам'яті 3 38372 4 Tc superconductors", Physica C: Superconductivity, За пропонованим способом запису та зчитуvol. 218, p.82-86, 1993]. Причиною ж недостатнього вання інформації комірку пам'яті 3 через відповідтемпературного діапазону працездатності мемрісний перший ключ 4 і першу адресну шину 1 підтора при цьому способі запису та зчитування інключають до першого 7 джерела струму на час, формації є наявність залежності напруги, яку недостатній для переведення мемрістора в стан з обхідно подати на мемрістор для запису в нього відповідним опором у результаті проходження інформації, від температури [див. М. А. Beчерез нього необхідного заряду. logolovskii, Yu.F. Re venko, A.Yu. Gerasimenko, V. M. Для зчитування інформації з комірки пам'яті Svistunov, E. Hatta, G. Plitnik, V. E. Shaternik, E. M. мемрістор 3 через відповідний другий ключ 5 і пеRudenko "Inelastic electron tunneling across magршу адресну шину 1 підключають до другого 8 netically active interfaces in cuprate and manganite джерела струму, а потім - через відповідний третій heterostructures modified by electromigration ключ 6 і другу адресну шину 3 - до третього 9 джеprocesses", Физика низких температур, том 28, рела струму полярності, протилежної полярності с.553-557, 2002]. другого 8 джерела струму, а збережену в комірці Задачею заявленого способу запису та зчитупам'яті інформацію визначають по величині напрування інформації у резистивній пам'яті з довільним ги на мемрісторі 3 на початку підключення до друдоступом є збільшення допустимої кількості циклів гого 8 джерела напруги, тобто на передньому зчитування без перезапису інформації, зменшення фронті імпульсу зчитування. енергоспоживання і розширення температурного Використання пропонованого способу зчитудіапазону роботи резистивної пам'яті з довільним вання інформації, збереженої в комірках резистидоступом. вної пам'яті з довільним доступом, дозволяє збіДля досягнення поставленої задачі в способі льшити кількість допустимих зчитувань інформації запису та зчитування інформації в резистивній без її перезапису в порівнянні з відомим, прийняпам'яті з довільним доступом, який полягає в тому, тим як прототип. що для запису та зчитування інформації на комірРобота мемрістора базується на міграції вакаки-мемрістори резистивної пам'яті подають електнсій кисню під дією електричного струму з області ричні імпульси, на комірки резистивної пам'яті згіоксиду, збідненої киснем і тому тою, що є напівдно корисної моделі подають імпульси струму від провідником р- типу, в область малої концентрації джерела струму, а збережену в комірці пам'яті кисневих вакансій, яка є діелектриком. Перерозпоінформацію визначають по напрузі на мемрісторі. діл кисневих вакансій призводить до зміни відносКрім того, для зчитування інформації на комірних розмірів областей малої та великої концентки резистивної пам'яті подають однакову кількість рації кисневих вакансій, а, отже, до зміни товщини імпульсів струму від джерел струму різної полярпровідного та діелектричного шарів активної обланості, причому площу імпульсів струму кожної пості оксиду. Наслідком цього є зміна сумарного лярності вибирають менше площі струмів імпульопору активної зони оксиду. Таким чином, опір сів запису. мемрістора виявляється залежним від заряду, Також для зчитування інформації на комірки який пройшов через нього, а мемрістор «пам'ятає» резистивної пам'яті подають два імпульси струму величину та знак цього заряду і після припинення різної полярності. струму, що проходить крізь нього [див. D. B. StruРеалізацію пропонованого способу зчитування kov, G. S. Snider, D. R. Stewart, R. S. Williams "The інформації, збереженої в комірках резистивної missing memristor found", Nature, vol. 453, p.80-84, пам'яті з довільним доступом, розглянемо на при2008]. Відзначимо, що для забезпечення високої кладі роботи відомої резистивної пам'яті з довільшвидкодії резистивної пам'яті товщина активної ним доступом, що містить адресні шини, з'єднані з області оксиду d повинна бути можливо меншою. комірками-мемрісторами та через ключі з джереДійсно, зсув границі розділу областей малої та лами напруги [див. Akihito Sawa "Resistive switchвеликої концентрації кисневих вакансій Dw під дією ing in transition metal oxides", Materials Today, vol. імпульсу струм у І тривалістю Dtз дорівнює 11, p.28-36, 2008]. Dw= mIDtззR / d , де Rн - опір мемрістора в стані з На Фіг.1 наведена схема резистивної пам'яті з низькою резистивністю. Перемикання в стан висодовільним доступом, що реалізує пропонований кої резистивності виникає при Dw=d, тоді спосіб запису та зчитування інформації, на Фіг.2 Dtз= d2 / mIRн . Отже, для скорочення тривалості вольтамперні характеристики мемрістора при різімпульсу Dtз до декількох наносекунд необхідно ній температурі. зменшити товщину d. Для типових значень Наведена на Фіг.1 резистивна пам'ять із довіDtз = 10 - 8 с , I= 0 . 01A , Rн= 1Ом і льним доступом містить першу 1 і др угу 2 адресні шини, з'єднані з комірками-мемрісторами 3 і, відm = 10 - 6 м2с - 1В - 1 маємо d=10нм. повідно, через перший 4, другий 5 і третій 6 ключі Використання пропонованого способу дозвоз виходами першого 7, другого 8 і третього 9 джеляє зменшити енергоспоживання та розширити рел струму, причому другий 8 і третій 9 джерела температурний діапазон роботи мемрістора. З струму мають різну полярність. наведених на Фіг.2 вольтамперних характеристиПри використанні пропонованого способу, як і ках мемрістора при різних температурах [див. М. при використанні відомого, запис інформації («0» А. Belogolovskii, Yu. F. Revenko, A. Yu. Geraабо «1») в комірку-мемрістор виконується шляхом simenko, V. M. Svistunov, E. Hatta, G. Plitnik, V. E. подачі на неї електричного імпульсу відповідної Shaternik, E. M. Rudenko "Inelastic electron tunneling полярності, тривалістю, достатньою для перевеacross magnetically acti ve interfaces in cuprate and дення мемрістора в стан з відповідним опором. manganite heterostructures modified by 5 38372 6 electromigration processes", Физика низких темпеструму неминуче призводить до перерозподілу ратур, том 28, с.553-557, 2002] добре видно, що концентрації кисневих вакансій. У розглянутому зниження температури мемрістора (вольтамперна випадку перерозподіл вакансій виконується імпухарактеристика 2 відповідає меншій температурі льсом, що збігається за полярністю з імпульсом мемрістора в порівнянні з вольтамперною харакзапису стану мемрістора з низьким опором, а метеристикою 1) приводить до збільшення напруги, мрістор перебуває в стані з високим опором. Тоді при якому можлива зміна стану мемрістора. Тому протікання через мемрістор струму імпульсу зчивикористання способу-прототипу може привести тування призводить до такого перерозподілу кисдо того, що при зменшенні температури мемрістоневих вакансій в активній зоні оксидного шару, що ра раніше обрана напруга імпульсу запису недозменшує високий опір мемрістора [див. D. B. Struстатня для зміни стану мемрістора. На тих же kov, G. S. Snider, D. R. Stewart, R. S. Williams "The вольтамперних характеристиках добре видно, що missing memristor found", Nature, vol. 453, p.80-84, зміна температури практично не приводить до 2008] на величину DR = RвmІD tcRн / d2 , де Rв зміни струму, необхідного для зміни стану мемрісопір мемрістора в стані з високою резистивністю тора. Тому використання пропонованого нами (його типова величина 100Ом). При DR = Rв - Rн способу дозволяє розширити температурний діавідбудеться перехід мемрістора в стан низької пазон роботи резистивної пам'яті на мемрісторах. резистивності, тобто повна втрата інформації, заПокажемо, що використання пропонованого писаної в комірки. Використовуючи наведені вище способу дозволяє також зменшити енергоспожиоцінки для величин Rв , Rн , m і d, при тривалості вання резистивної пам'яті. На тих же вольтамперімпульсу зчитування Dtc = 10 - 9c і його амплітуді них характеристиках добре видно, що при тому же I = 10 - 3A знаходимо, що це відбудеться вже пісрозмаху ви хідних сигналів (різниці між відповідниля 100 операцій зчитування. Збільшення ж товщими напругами 3 і 4 та різниці між відповідними струмами 5 і 6) використання способу для зчитуни d активної зони оксиду для збільшення кількості вання постійної напруги Uзч (пряма 4) приводить допустимих без перезапису зчитувань неприйнятпри зчитуванні стану з малим опором до набагато не через відповідне зменшення швидкодії резистивної пам'яті. більшого струму Ізч через мемрістор (пряма 5), ніж При використанні пропонованого способу піспри використанні пропонованого нами способу (пряма 6). Як видно з Фіг.2, максимальна потужля імпульсу зчитування на комірку-мемрістор поність енергоспоживання (а, отже, тепловиділення) дають компенсаційний імпульс - імпульс, площа при зчитуванні інформації в прототипі становить якого дорівнює або менше площі імпульсу зчитування, а полярність протилежна полярності імпуUзч2/Rн, а при використанні пропонованого спосольсу зчитування. бу - Iзч2´Rв=Uзч2/Rв (Rв - опір мемрістора в стані Протікання через мемрістор струму від компез високою резистивністю, його типова величина нсаційного імпульсу відновлює частково поруше100Ом). Таким чином, енергоспоживання при виний імпульсом зчитування розподіл кисневих вакористанні пропонованого способу вR в/Rн разів кансій. Завдяки цьому навіть багаторазове менше, ніж у прототипі. При типових значеннях Rв зчитування стану комірки-мемрістора не призвоі Rн це відношення становить 100 разів. дить до перекручування збереженої в комірці паВикористання пропонованого способу дозвом'яті інформації, а використання пропонованого ляє збільшити кількість допустимих без перезаписпособу зчитування дозволяє збільшити кількість су зчитувань. Припустимо, що імпульс зчитування допустимих зчитувань інформації в комірцімає полярність, яка збігається з полярністю імпумемрісторі без її перезапису, причому при зберельсу запису в комірку-мемрістор стану з низьким женні швидкодії пам'яті. сумарним опором, а мемрістор перебуває в стані Пропонований спосіб може бути використаний високого опору (при використанні імпульсу зчитудля створення високоефективної енергонезалежвання іншої полярності описувана нижче ситуація ної резистивної пам'яті з довільним доступом. буде виникати при зчитуванні стану мемрістора з високим сумарним опором). Зчитування інформації про стан резистора полягає у визначенні його опору шляхом пропущення електричного струму, а протікання електричного 7 Комп’ютерна в ерстка А. Крижанівський 38372 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for record and read-out information in resistive memory with arbitrary access

Автори англійською

Biloholovskyi Mykhailo Oleksandrovych, Permiakov Vitalii Vasyliovych, Moskalenko Mykhailo Andriiovych

Назва патенту російською

Метод записи и считывания информации в резистивной памяти с произвольным доступом

Автори російською

Билоголовский Михаил Александрович, Пермяков Виталий Васильевич, Москаленко Михаил Андреевич

МПК / Мітки

МПК: H01L 29/66

Мітки: резистивний, довільним, зчитування, запису, доступом, спосіб, пам'яті, інформації

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/4-38372-sposib-zapisu-ta-zchituvannya-informaci-u-rezistivnijj-pamyati-z-dovilnim-dostupom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб запису та зчитування інформації у резистивній пам’яті з довільним доступом</a>

Подібні патенти