오늘날의 신흥 메모리 추적: 임베디드 시스템용

작성 날짜: 이월 18, 2022
업데이트 날짜: 칠월 1, 2024

대부분의 설계자들이 전자 분야에서 "메모리"라는 단어를 들었을 때, 플래시나 DDR3/4를 떠올릴 것입니다. 이 기술들은 확실히 인기가 있지만, 애플리케이션별 임베디드 시스템을 위해 진출하고 있는 다른 신흥 기술들도 있습니다. DDR5 사양이 출시되고 있음에도 불구하고, 특정 임베디드 애플리케이션에서는 기존 메모리가 여전히 자리를 차지하고 있습니다.

임베디드 설계자들에게는 새로운 시스템을 위한 다양한 메모리 옵션이 제공됩니다. 큰 메모리 공급업체들이 더 큰 고객들에게 집중하면서 부품 번호 수가 적은 반면, 메모리 유형 전반에 걸쳐 새로운 제품들이 출시되고 있습니다. 아이러니하게도, 이러한 새로운 신흥 메모리 제품들 중 일부는 전혀 새로운 것이 아니며 오래된 메모리 유형이 새로운 제품에서 여전히 역할을 하고 있습니다.

애플리케이션에 맞는 기존 및 신흥 메모리 매칭

메모리는 시장에 더 진보된 유형의 메모리가 출시되더라도 사라지지 않는 구성 요소 중 하나입니다. 삼성과 같은 대기업이 이전 DDR 제품을 EOL로 지정하고 최신 제품에 집중하는 동안, 소규모 회사들은 NAND 플래시부터 DDR2에 이르기까지 모든 것을 포함하는 광범위한 제품 포트폴리오로 발돋움하고 있습니다. 임베디드 시스템 설계자들은 여전히 이러한 이전 제품에 접근할 수 있으며, 이는 고용량 칩으로 독립적으로 또는 프로세서에 통합되어 제공됩니다.

주요 반도체 회사들이 입증된 기술의 최신 반복(예: DDR5 및 곧 DDR6)에 집중하는 동안, 실험적인 유형의 휘발성 및 비휘발성 메모리는 AI, 엣지 컴퓨팅, 자율 주행 차량, 그리고 우리가 아직 구상하지 못한 기타 장치들과 같은 다가오는 기술을 지원할 수 있는 제품을 개발하기 위한 치열한 연구 및 상업화의 대상입니다. 아래 표는 비교를 위해 이전 및 새로운 메모리의 애플리케이션 영역 중 일부를 보여줍니다.

임베디드 제품을 위한 신흥 메모리

시장에 나와 있는 제품 라인만큼이나 다양한 메모리 애플리케이션의 범위를 고려할 때, 이 중 어느 것도 일반적인 컴퓨팅을 위한 DDR4 이상을 대체할 가능성은 거의 없습니다. 대신, 다가오는 RAM 유형의 독특한 특징을 고려할 때, 이들은 임베디드 시스템, 데이터 센터, 모바일 장치, 지능형 시스템 및 많은 다른 영역에서 틈새 애플리케이션에 국한될 가능성이 높습니다. 이러한 신흥 메모리 유형 중 일부를 살펴보겠습니다.

FRAM 및 MRAM

이 두 기술은 모두 자기적이지만 MRAM은 확실히 더 진보되었으며 더 진보된 애플리케이션을 대상으로 합니다. 비휘발성 FRAM 모듈이 시장에 나와 있지만, 4-8 MB에서 정체되어 있습니다. FRAM의 읽기/쓰기 주기도 파괴적이며 지연 시간이 낮습니다(~50 ns), 따라서 이 모듈들은 고속, 대용량 시스템에는 적합하지 않습니다. 일부 애플리케이션 영역은 다음과 같습니다:

MRAM의 도입률은 낮지만, 시장에 출시된 지 얼마 되지 않았고, 예상 수요를 충족시키기 위해 파운드리들이 여전히 생산 능력에 투자하고 있기 때문입니다. MRAM은 각 비트의 데이터를 자기 방향으로 저장하며, 전압을 적용하면 MRAM 장치가 상태를 변경할 확률을 제공합니다. 이는 임베디드 AI 시스템에 사용될 수 있는 무작위 가중치 초기화와 같은 응용 프로그램에서 실제로 유용합니다. 이 기술은 저전력 AI ASIC 및 SoC, 특히 AI 계산 블록 내에서 유용할 수 있습니다.

ReRAM

현재 40 nm ReRAM은 소비자 제품에서 사용하기 위한 기술 자격을 획득했으며, 22 nm ReRAM은 2019년부터 위험 생산에 들어갔습니다. 고밀도 ReRAM을 실용적인 응용 프로그램에 도입하기 위해서는 여러 기술적 및 제조상의 도전을 극복해야 하므로, 다음 라운드의 노트북이 ReRAM으로 구동될 것으로 기대해서는 안 됩니다.

저밀도 ReRAM 메모리 어레이의 현재 이상적인 응용 프로그램은 전통적인 컴퓨팅에서 병렬 신경망 처리입니다. ReRAM의 가장 가까운 경쟁자가 플래시인 경우, ReRAM은 더 빠른 읽기/쓰기 지연 시간과 낮은 전력 소비를 제공하여, 높은 컴퓨팅 응용 프로그램에서 빠른 메모리 접근이 필요한 임베디드 시스템에 유용합니다. 그러나 ReRAM은 자체 제조 어려움으로 인해 비용이 높게 유지될 수 있어 NAND 플래시를 대체할 가능성은 낮습니다. 실시간 분석과 같은 더 고급 응용 프로그램은 PCRAM과 같이 더 빠르고 용량이 큰 것이 필요할 것입니다.

PCRAM

상용화된 PCRAM 제품은 2000년대 초반으로 거슬러 올라가지만, 인텔의 3D Xpoint 비휘발성 RAM(인텔 옵테인, 아래 참조)의 더 큰 도입 덕분에 마침내 "신생" 카테고리에서 벗어났습니다. 이 기술은 나노미터 수준에서 대량의 데이터 저장을 가능하게 하면서 극단적인 3D 통합을 가능하게 하는 가장 좋은 후보일 수 있습니다. 그러나 Xpoint와 같은 것을 개발하기 위해 필요한 매우 정밀한 에칭과 리소그래피로 인해, 다른 기술에 비해 비용이 금지적으로 높아집니다. 그럼에도 불구하고, IBM은 임베디드 AI 시스템에서 메모리 블록으로서 PCRAM의 가치를 보고 있습니다, 특히 칩 수준에서 통합될 수 있다면 말이죠.

2030년까지 신흥 메모리 제품이 총 360억 달러의 매출을 창출할 것으로 예상되며, 성장은 내장형 애플리케이션 분야에 걸쳐 퍼져 있습니다. 메모리 시장에서 이러한 기술 중 하나가 "승자"가 될 것이라고 생각하기 쉽지만, 이러한 기술 각각은 내장형 환경에서 자신의 위치를 가지고 있습니다.

내장 시스템에 필요한 메모리 모듈 유형에 관계없이 Octopart의 고급 검색 및 필터링 기능을 사용하여 찾을 수 있습니다. Octopart의 전자 부품 검색 엔진을 사용하면, 유통업체 데이터와 부품 사양에 접근할 수 있으며, 모두 사용자 친화적인 인터페이스에서 자유롭게 이용할 수 있습니다. 필요한 구성 요소를 찾으려면 저희 메모리 집적 회로 페이지를 확인해 보세요.

저희의 최신 기사를 계속해서 업데이트하려면 저희 뉴스레터에 가입하세요.