>福田昭のストレージ通信ストレージが経てきた過去の道筋をたどり、現在を見つめ、将来を探る。抵抗変化メモリの開発動向(13):SanDiskが語る、抵抗変化メモリのセル選択スイッチ技術(後編)「抵抗変化メモリの開発動向」シリーズの最終回となる今回は、セル選択スイッチ技術の中でも有望な、しきい電圧を有するスイッチ(スレッショルド・スイッチ)を紹介する。代表的な4種類のスレッショルド・スイッチと、それらの特性を見ていこう。抵抗変化メモリの開発動向(12):SanDiskが語る、抵抗変化メモリのセル選択スイッチ技術(前編)抵抗変化メモリ(ReRAM)の記憶容量当たりの製造コストをDRAM以下にするためには、セレクタを2端子のスイッチにする必要がある。2端子セレクタを実現する技術としては、“本命”があるわけではなく、さまざまな技術が研究されている。今回は、半導体メモリのメモリセルアレイと、アレイから特定のメモリセルを選択する手段について説明する。今回は、抵抗変化メモリ(ReRAM)の抵抗値が書き込み後に変化する現象(リラクゼーション)について報告する。十分な書き込み電流を確保すれば抵抗値は安定するが、当然、消費電力は増える。抵抗値の変化を抑えつつ、低い消費電力も実現するにはスイッチング原理の見直しが効果的だ。抵抗変化メモリの開発動向(8):SanDiskが語る、抵抗変化メモリのスイッチングモデル今回は、抵抗変化メモリ(ReRAM)の記憶素子におけるスイッチングの機構について説明する。スイッチング機構は、酸素の空孔あるいは酸素イオンが移動することによる酸化還元反応として説明できることが多い。抵抗変化メモリの開発動向(7):SanDiskが語る、抵抗変化メモリの電気伝導メカニズム今回は、抵抗変化メモリ(ReRAM)の記憶素子における電気伝導の原理について解説する。主な原理は7種類あるが、ReRAMの「高抵抗状態」と「低抵抗状態」を作り出すには、同じ原理が使われるとは限らないことも覚えておきたい。今回は、抵抗変化メモリ(ReRAM)の主な性能に焦点を当てる。具体的にはスイッチング電流(書き込み電流)やスイッチング速度(動作速度)、スイッチング電圧という3つの観点から紹介する。今回から「抵抗変化メモリ(ReRAM)の研究開発動向」の本格的な解説に入る。過去の国際学会で発表された論文から、ReRAMの材料組成の傾向をみていく。抵抗変化メモリの開発動向(4):SanDiskが語る、ストレージ・クラス・メモリの信頼性SCMとはストレージ・クラス・メモリの略称で、性能的に外部記憶装置(ストレージ)と主記憶(メインメモリ)の間に位置するメモリである。前回は、SanDiskの講演から、SCMの性能とコストに関する比較をメモリセルレベルまで検討した。今回、信頼性について比較した部分をご紹介する。抵抗変化メモリの開発動向(3):SanDiskが語る、ストレージ・クラス・メモリの概要ストレージ・クラス・メモリ(SCM)は、次世代の半導体メモリに最も期待されている用途である。今回は、このSCMの要件について、記憶密度やメモリアクセスの制約条件、メモリセルの面積の観点から紹介する。今回は、SanDiskが語る“メモリ階層”について紹介する。2000年頃と2010年頃のメモリ階層を比較してみるとともに、2020年頃のメモリ階層を予想する。今回からは、国際学会で語られたSanDiskの抵抗変化メモリ(ReRAM)の研究開発動向について紹介していく。約60年に及ぶ「不揮発性メモリの歴史」を振り返る。Micronが考えるメモリシステムの将来(5):データセンター/エンタープライズの性能を支えるSSD今回からはデータセンター/エンタープライズ用のメモリシステムを解説する。データセンターの各クラスタで使われるフラッシュストレージや、サーバ向けとストレージ向けで使われるメモリを紹介する。今回は、「M.2」のSSDの熱管理について解説する。SSDを構成する半導体の温度上昇をシミュレーションしてみると、周囲の温度が25°Cと室温レベルでも、半導体チップの温度は90°C前後にまで上昇することが分かった。Micronが考えるメモリシステムの将来(3):SSDをクルマに載せる今回は、SSDをクルマに搭載する時の課題を取り上げたい。クルマ用SSDにおいて、信頼性を向上したり、温度変化によるしきい値電圧の変動に対応したりするには、どうすればよいのだろうか。Micronが考えるメモリシステムの将来(2):クルマの厳しい要求仕様に応えるDRAMとフラッシュメモリ今回は、自動車のエレクトロニクスシステム、具体的には、ADAS(先進運転支援システム)およびクラスタ・ダッシュボード、車載インフォテインメントで使われるメモリを解説する。これらのメモリの5年後のロードマップも見ていこう。Technologyが解説したメモリシステムについて紹介する。次世代メモリ、STT-MRAMの基礎(14):スピン注入型MRAMの不都合な真実STT-MRAMの基礎を解説するシリーズ。最終回となる今回は、磁気トンネル接合(MTJ)を構成する固定層や磁性層に焦点を当てる。スピン注入型MRAMのMTJは、47層もの層で構成されている。これほどの層が必要なのにはきちんとした理由があるのだが、実は同時にそれがSTT-MRAMの弱点にもなっている。次世代メモリ、STT-MRAMの基礎(13):MTJの自由層に求められるもの磁気トンネル接合(MTJ)は「トンネル障壁層」と「自由層」の2つで構成される。今回は「自由層」について解説しよう。自由層に適した強磁性材料と、その材料が抱える課題について説明する。次世代メモリ、STT-MRAMの基礎(11):スピン注入型MRAMの微細化(スケーリング)STT-MRAMの記憶容量を拡大する最も基本的な方法が、微細化だ。現時点でSTT-MRAMは、研究レベルでかなりのレベルまで微細化できることが分かっている。実際の研究結果を交えて紹介しよう。今回は、磁気トンネル接合(MTJ)素子における、電子スピン注入による磁化(磁気モーメント)の振る舞いについて解説する。磁気トンネル接合(MTJ)を利用したデータ書き込み原理の説明を続ける。今回は、電子スピンの注入によるデータ書き込み(磁化反転)の原理に触れる。磁気トンネル接合(MTJ)を利用したデータ書き込みの原理を説明していく。外部磁界による書き込みとその限界を紹介する。今回は、磁気トンネル接合素子に焦点を当てる。磁気トンネル接合素子においてどのように2値のデータを保持できるのか、その仕組みを解説したい。磁気記憶の高密度化手法と、高密度化に伴う本質的な課題を解説する。磁気記憶は、高密度化と低消費電力化で矛盾を抱える——。磁気メモリは、記憶したデータを必ずしも安定して保持できるわけではない。今回は、10年以上にわたりデータを保持する不揮発性メモリとして、磁気メモリを機能させるための条件を解説する。磁気メモリにおけるデータ書き換えの基本原理を理解するためにも、「強磁性体の交換相互作用」を初歩の初歩から説明する。メモリ)の動作原理と物理的な作用を説明する。次世代メモリ、STT-MRAMの基礎(2):STT-MRAMの概要と応用の可能性STT-MRAMを解説するシリーズの2回目となる今回は、STT-MRAMにおける論理値(「0」か「1」か)の判別方法やメモリアレイセルの構造などを説明する。データの読み書きが高速で、書き換え可能回数も多い。今回から始まるシリーズでは、STT-MRAMの基本動作やSTT-MRAが求められている理由を、「IEDM2015」の講演内容に沿って説明していこう。Fabrics」を解説したい。Express)を紹介する。Express)インタフェースを備えた高速のSSDを対象にした規格仕様である。今回は、SSDインタフェースのフォームファクタの中でも、最近注目を集めている「U.2(ユー・ドット・ツー)」と、「M.2(エム・ドット・ツー)」を紹介する。この2つは、しばしば混同されてきたが、明確に異なっている。SSDインタフェースの現在(1):PCIeが今後の主流に今回から始まるシリーズでは、SSDインタフェースの最新動向に焦点を当てて解説する。SSD関連のインタフェースは数多く存在するが、近年、採用が進んでいるのがPCIeだ。XPoint(クロスポイント)メモリ」について、紹介する。フラッシュメモリの現在(2):SSDのフォームファクタSSDのフォームファクタは、HDDと大きく異なる。注目を集めている小型のフォームファクタ「m.2」など、SSD独自のフォームファクタを紹介していこう。Summit)」から、フラッシュメモリの最新動向に関する講演内容をお届けする。NAND型フラッシュメモリの価格と、SSDの現状について見てみよう。Japan】(2015年10月9日)福田昭のストレージ通信(15):2019年までのストレージ市場を展望する(後編)PC出荷台数の減少を受けて縮小傾向にあるHDD市場とは反対に、伸び盛りなのがSSD市場である。今回は、SSD市場の動向を、出荷台数やギガバイト単価、メーカーのシェアといった視点で見ていこう。2015」で、ストレージ市場の最新状況を解説するとともに、2019年までの市場動向を展望した。今回は、ハードディスク装置(HDD)の市場動向に関する講演内容を紹介する。Japan】(2015年6月16日)福田昭のストレージ通信(13):使い始めるとSSDの性能は低下する(後編)前編に続き、SSDの性能低下が起こる過程を解説する。今回焦点を当てるのは、SSD製品のベンチマークだ。ベンチマーク値は性能を知る指標にはなるが、その値を正しく解釈するためには、SSDのクセなど、必ずおさえておきたいポイントがいくつかある。Japan】(2014年10月3日)福田昭のストレージ通信(12):使い始めるとSSDの性能は低下する(前編)NANDフラッシュメモリを内蔵する全てのSSDに共通の特性として、SSDは使い始めると必ず性能が低下する。今回は、性能低下が起こる過程を見ていきたい。Japan】(2014年9月26日)福田昭のストレージ通信(11):SSDの内部構造と動作をみるSSDの重要な部品として、NANDフラッシュメモリ以外に、SSDコントローラやバッファメモリが挙げられる。今回は、SSDコントローラの役割を軸に、SSDの動作を説明しよう。Japan】(2014年9月16日)福田昭のストレージ通信(10):NANDフラッシュの基本動作(後編)前編に引き続き、NANDフラッシュメモリの中身を解説する。Cell)方式といった多値記憶技術の他、書き換え回数やデータ保持期間などを説明する。Japan】(2014年7月23日)福田昭のストレージ通信(9):NANDフラッシュの基本動作(前編)SSDを知るには、その記憶媒体として採用されているNANDフラッシュメモリを理解することも重要だ。今回は、NANDフラッシュメモリの基本動作を詳しく説明する。Japan】(2014年7月14日)福田昭のストレージ通信(8):「SSDが壊れた」後(後編)前編では、SSDはいずれ壊れるという話をした。後編では、壊れた(データを読み出せなくなった)場合の対処法について説明する。データ復旧サービス企業の1つは、SSDの不具合を4段階に分け、それぞれ異なる手法を適用している。Japan】(2014年6月20日)福田昭のストレージ通信(7):「SSDが壊れた」後(前編)過去3回では、SSDが「壊れるまで」を説明してきた。SSDについては、「いつ壊れるか」という認識を持つべきだという主張もある。今回からは「壊れた後」に焦点を当て、まずは壊れる原因をまとめていく。Japan】(2014年6月11日)福田昭のストレージ通信(6):「SSDが壊れる」まで(後編)SSDの寿命を決めているのは、化学的な要因やNANDフラッシュメモリの寿命などである。故障の発生をできるだけ防ぐための策は講じられている。今回は、その代表的な技術を紹介する。Japan】(2014年5月16日)福田昭のストレージ通信(5):「SSDが壊れる」まで(中編)今回は、エンタープライズ用SSDとクライアント用SSDの信頼性を解説する。これら2つの用途は信頼性に対する要求仕様が異なる。クライアント用SSDは信頼性に関して開示されている情報が少なく、それが大きな問題の1つとなっている。「年間故障率」の数値を単純に比較すればいいというわけではない。そこで今回は、SSDの寿命にかかわる要素を解説する。Japan】(2014年4月11日)福田昭のストレージ通信(3):「HDDが壊れる」まで(後編)前編ではHDDがどれぐらい壊れやすいのか、「MTBF」の数値が何を意味しているかを説明した。(耐用年数)→摩耗故障期という3つの時期に分けられる。後編では、耐用年数がどの程度の期間続くのか、摩耗故障期には何が起こるのかを解説する。Japan】(2012年8月9日)福田昭のストレージ通信(2):「HDDが壊れる」まで(前編)HDDは壊れやすい製品だ。どれぐらい壊れやすいのか。HDDの寿命は仕様書にあるどの数字を見れば分かるのだろうか。平均故障間隔(MTBF)にまつわる勘違いを正しながら解説した。メディアや半導体メモリなどを使った「ストレージ」を解説する福田昭氏の新連載。ストレージ技術を中心に据えながら、ストレージに関する市場やビジネスにも触れていく。第1回は、HDDをフラッシュメモリやSSDと比較し、今後のストレージがどのような道をたどるのか、ヒントを示した。Japanスマートジャパン3Dモデラボキャリア@IT自分戦略研究所エンジニアライフディルバートアプリITmediaねとらぼねこらぼついトピ!ITmediaはアイティメディア株式会社の登録商標です。