论坛专题三：IBM Fellow、IBM苏黎世研究中心负责人Evangelos Elefthriou博士——“多阶存储相变存储器”

导读

IBM苏黎世研究中心存储技术团队负责人，IBM Fellow, Evangelos Eleftriou博士进行了“多阶存储相变存储器”演讲。Eleftriou博士的演讲主要分为两大部分：

其一、多阶存储相变存储器达成多阶储存的功能时的三大挑战（器件的可调整性、电阻漂移与低频杂讯）和IBM攻克这些难关后提供的相应关键技术解决方案；

其二、IBM多阶存储相变存储器系统级应用展示。

正如前面论坛专题中都提到，相变存储器的卓越性能使其很可能成为面向IDC的存储级内存（SCM）及面向人工智能的新兴计算器架构（non-von Neumann computing-非冯诺依曼计算）未来两大应用的核心存储技术。但是除了性能之外，成本的降低无疑是相变存储器在未来市场中能否产业化的决定因素。而从单存储单元作到多阶储存的跨越式进阶正是降低相变存储成本的诀窍所在。AMT所拥有的自主知识产权和Eleftriou博士所介绍的技术是相容的。Eleftriou博士的细致技术分析和讲述验证了AMT制定的SCM和神经网络智能存储技术发展路线。

作者介绍和演讲摘要

Evangelos Eleftrious博士

Evangelos Eleftheriou 1979年由希腊Patras大学获得电子工程学士，1981年和1985年从加拿大卡尔顿大学(渥太华)获得电子工程硕士与博士学位。1986年加入IBM研究工作

Evangelos博士领导IBM苏黎世研究室的存储科技组。他已经发表90篇技术论文，撰写书本4个章节，并拥有25个美国专利。他的工作屡屡获奖，2003年与合作伙伴获得有很高声望的电机电子工程师学会通信协会颁发理奥纳多.亚伯拉罕年度大奖(IEEE Communications Society Leonard G. Abraham Prize)，2001年因发明最佳杂讯预测序列侦测(noise-predictive maximum likelihood sequence detection, NPML)被电机电子工程师学(IEEE)会选为院士。

他最为人注目的工作是基于杂讯预测，运用编码的方式将磁记录数据杂讯降低，以及为讯通信系统作滤波多音调制技术(filtered multi-tone modulation techniques)。他的NPML减噪观念已经成为硬盘的核心技术与工业标准，此技术在IBM和Hitachi 的硬盘中将密度一举增加50%。NPML技术也被服务器硬盘，桌机硬盘，移动硬盘，与微型硬盘所等采用。

一直以来，Evangelos博士的研究范围广泛，从通讯和数据理论，到对数据传输与数据存储系统作信号处理与编码。他目前的研究工作聚焦于先进信号处理，编码，加强磁带系统可靠度与效能的服务器控制技术，以进一步增加它们的密度以及存储容量。

《多阶存储相变存储器》摘要

相变存储器很可能成为存储级内存及新兴计算器架构的技术。对这两个应用，要能对单存储单元作到多阶储存是关键技术。藉由调整结晶态/非晶态材料的大小可达成多阶储存的功能。从这个方面来说，有一个关键性的挑战，在于器件的可调整性，可被被称为迭代写入法解决。

写入后相变存储器数据会以电阻形式储存。读取数据时，会有两个主要的挑战:其一是电阻漂移，其二是电阻读值的低频杂讯。电阻漂移起因于写入后尚未稳定的非晶态结构，会再自行调整为更稳定的结构。为了描述此一机制，我们最近提出了漂移电阻的集合模型。这个模型和最近发展出的电子传递模型合起来，可以提供一个完整的相变存储电阻被时间/温度影响的关系

为了对应更多级电阻造成的电阻漂移，读取方法如漂移消减读取法(drift resilient read-out)以及编码侦测方法被设计出来。这些技术可以在单一相变存储单元分辨8阶的数据。还有一个新的技术则是漂移消减存储单元(drift-resilient cell designs)的设计。

原型器件的实验结果显示，电阻漂移与低频杂讯可以被大幅减低。

演讲内容摘选

上一篇：淮安国际半导体产业高峰论坛专题二

下一篇：淮安国际半导体产业高峰论坛专题四