AI/HPC將加速新型存儲(chǔ)器更快進(jìn)入市場(chǎng) 臺(tái)積電積極推動(dòng)

隨著人工智能（AI）的深度學(xué)習(xí)及機(jī)器學(xué)習(xí)、高效能運(yùn)算（HPC）、物聯(lián)網(wǎng)裝置的普及，巨量資料組成密集且復(fù)雜，除了在處理器上提供運(yùn)算效能，也需要?jiǎng)?chuàng)新的存儲(chǔ)器技術(shù)方能有效率處理資料。包括磁阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（MRAM）、可變電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ReRAM）、相變化隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（PCRAM）等新型存儲(chǔ)器，開(kāi)始被市場(chǎng)采用，而AI/HPC將加速新型存儲(chǔ)器更快進(jìn)入市場(chǎng)。

據(jù)了解，臺(tái)積電近年來(lái)積極推動(dòng)將嵌入式快閃存儲(chǔ)器（eFlash）制程改成MRAM及ReRAM等新型存儲(chǔ)器嵌入式制程，與應(yīng)用材料有很深的合作關(guān)系。聯(lián)電也有布局ReRAM，旺宏與IBM合作PCRAM多年且技術(shù)追上國(guó)際大廠。再者，群聯(lián)宣布采用MRAM在其NAND控制IC中。

半導(dǎo)體設(shè)備頭龍大廠應(yīng)用材料推出新的制造系統(tǒng)，能夠以原子級(jí)的精準(zhǔn)度，進(jìn)行新式材料的沉積，而這些新材料是生產(chǎn)前述新型存儲(chǔ)器的關(guān)鍵。應(yīng)用材料推出最先進(jìn)的系統(tǒng)，讓這些新型存儲(chǔ)器能以工業(yè)級(jí)的規(guī)模穩(wěn)定生產(chǎn)。

MRAM采用硬盤機(jī)中常見(jiàn)的精致磁性材料。MRAM本來(lái)就是快速且非揮發(fā)性，就算在失去電力的情況下，也能保存軟件和資料。由于速度快與元件容忍度高，MRAM最終可能做為第三級(jí)快取存儲(chǔ)器中SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）的替代產(chǎn)品。MRAM可以整合于物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計(jì)的后端互連層，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)更小的晶粒尺寸，并降低成本。

隨著資料量產(chǎn)生呈現(xiàn)指數(shù)性遽增，云端資料中心也需要針對(duì)連結(jié)服務(wù)器和儲(chǔ)存系統(tǒng)的資料路徑，達(dá)成這些路徑在速度與耗電量方面的數(shù)量級(jí)效能提升。ReRAM與PCRAM是快速、非揮發(fā)性、低功率的高密度存儲(chǔ)器，可以做為“儲(chǔ)存級(jí)存儲(chǔ)器”，以填補(bǔ)服務(wù)器DRAM與儲(chǔ)存存儲(chǔ)器之間，不斷擴(kuò)大的價(jià)格與性能落差。

ReRAM采用新材料制成，材料的作用類似于保險(xiǎn)絲，可在數(shù)十億個(gè)儲(chǔ)存單元內(nèi)選擇性地形成燈絲，以表示資料。對(duì)照之下，PCRAM則采用DVD光盤片中可找到的相變材料，并藉由將材料的狀態(tài)從非晶態(tài)變成晶態(tài)，以進(jìn)行位元的編程。

類似于3D NAND Flash存儲(chǔ)器型式，ReRAM和PCRAM是以3D結(jié)構(gòu)排列，而存儲(chǔ)器制造商可以在每一代的產(chǎn)品中加入更多層，以穩(wěn)健地降低儲(chǔ)存成本。