SanDiskが語る、ストレージ・クラス・メモリの概要：福田昭のストレージ通信（44） 抵抗変化メモリの開発動向（3）（1/2 ページ）

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。

[福田昭，EE Times Japan]

	抵抗変化メモリの開発動向バックナンバー：
（1）	SanDiskが語る、半導体不揮発性メモリの開発史
（2）	SanDiskが語る、コンピュータのメモリ階層

ストレージ・クラス・メモリ（SCM）の具体的な位置付け

　半導体メモリの研究開発に関する国際学会「国際メモリワークショップ（IMW:International Memory Workshop）」のショートコース（2016年5月15日）から、SanDiskによる抵抗変化メモリ（ReRAM）の研究開発動向に関する講演概要をご紹介している。今回はシリーズの3回目に相当する。

　講演者はスタッフエンジニアのYangyin CHEN氏、講演タイトルは「ReRAM for SCM application」である。タイトルにあるSCMとはストレージ・クラス・メモリ（storage class memory）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とされる。ここで性能とは、メインメモリよりもコスト（記憶容量当たりのコスト）が低く、ストレージよりも高速であることを意味する。

　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。SCMの位置を占める次世代半導体メモリの候補は主に3つ。抵抗変化メモリ、磁気メモリ、相変化メモリである。いずれも不揮発性メモリであるとともに、大容量化を実現可能とされる。

　本シリーズの2回目である前回は、コンピュータのメモリ階層に関する講演パートをご紹介した。今回は、メモリ階層におけるSCM（ストレージ・クラス・メモリ）の位置付けについて講演したパートの概要をご報告する。

DRAMより低いコスト、NANDフラッシュよりも高速なアクセス

　前回の最後でふれたように、西暦2020年ごろにはコンピュータ（PCやサーバなど）のメモリ階層で、DRAMとSSDのギャップを埋めるメモリ層、SCMが登場するとされる。SCMに要求されるのは、記憶容量当たりのコストではDRAMよりも低く、メモリアクセスの遅延時間（レイテンシ）はSSDよりも2桁〜3桁程度は短いことだ。

コンピュータのメモリ階層におけるSCMの位置付け。縦軸は記憶容量当たりのコスト、横軸はメモリアクセスの遅延時間（レイテンシ） （クリックで拡大）出典：SanDisk

記憶密度は0.3Gbit/mm²〜0.8Gbit/mm²

　記憶容量当たりのコストは、シリコンダイ面積当たりの記憶容量で置き換えられる。8Gbit DRAMのシリコンダイ面積を62mm²とすると、シリコンダイ面積（平方ミリ）当たりの記憶容量は0.13Gbitとなる。一方で128Gbit NANDフラッシュメモリ（プレーナ技術）のシリコンダイ面積を140mm²とすると、シリコンダイ面積（平方ミリ）当たりの記憶容量は0.9Gbitとなる。

　SCMに要求されるのはDRAMとNANDフラッシュメモリの間、すなわちシリコンダイ面積（平方ミリ）当たりの記憶容量でおよそ0.3Gbit〜0.8Gbitの範囲である。

メモリ技術と、シリコンダイ面積（平方ミリ）当たりの記憶容量（Gbit） （クリックで拡大）出典：SanDisk