4DS公司近日发布用于AI处理的新型ReRAM技术，为大数据和神经网络应用带来高带宽、高续久的持久内存。
4DS 基于 PCMO（镨、钙、锰、氧）ReRAM 技术的接口切换比其他丝状 ReRAM 技术更具优势，是第一家在先进的 CMOS 节点上开发这种高速、高耐久性、持久性非易失性技术的公司。
人工智能市场面临的最大挑战之一是，传统的CPU架构无法有效地处理必须读入芯片、处理以及将结果写回芯片的大量数据。虽然新的芯片架构将内存与计算（内存中的计算）一起引入，但这种方法受到它们可以使用的足够快的内存类型以及可以集成的内存量的限制。
有了这些更大的模型，计算数据备份和恢复的挑战也随之增加。根据国际能源署的数据，除了速度之外，能源效率也变得越来越重要，因为预计到 2026 年，人工智能处理的能源消耗量将是 2023 年的 10 倍。由于 4DS 在其持久性窗口内不需要刷新，并且可以在 DRAM 操作窗口内“刷新”（“隐藏刷新”），因此它可以为 AI 时代提供独特的高能效高带宽和高耐久性内存技术。
首席技术官Peter Himes表示：“CPU/服务器系统和新兴的AI处理器架构可以利用4DS的技术，为大数据和神经网络应用开发更快、更节能、更高效的解决方案。“4DS是唯一具有商业可行性的基于PCMO的技术，它展示了下一代大数据和人工智能应用所需的可靠性能、速度、耐久性和能效。”
4DS 基于面积的 ReRAM 的主要功能包括：
- 基于面积的低电流密度编程，高耐久性，可通过技术节点进行扩展
- 高响应速度，AST单次写入时间为4.7ns，可在DRAM速度下提供低每比特写入功耗
- 高带宽持久内存，实现高性能数据保护
- 高耐久性记忆，可达到 109 的耐久性
- 动态分区：可以动态分配高耐久性和高保留扇区，数据保留时间从几小时到几天到几个月不等
- 2024年第四季度将展示高规模和高密度的20nm电池
- 使用标准晶圆厂设备轻松集成到任何先进的CMOS工艺中
该公司与总部位于比利时的imec（纳米电子和数字技术的研究和创新中心）达成了一项开发协议，将于2024年在imec上运行具有1.6B元件的20nm Mb芯片。
关于PCMO ReRAM
PCMO ReRAM属于一类接换ReRAM，其开关机制基于单元的接口特性。具体来说，整个接口区域都参与到切换中，这就是为什么它有时也称为基于区域的切换。允许通过细胞传导的氧离子通过电场脉冲进出细胞。当这种氧气存在时，细胞会导电，据说是 SET。同样，当氧气被去除时，电流路径会丢失，被称为复位。由于涉及整个界面区域，因此电流密度保持在最低限度，这有助于电池的高耐久性。
关于 4DS Memory
它是一家半导体技术公司，位于硅谷，为先进的CMOS工艺节点带来高带宽、高耐久性、非易失性存储器。其技术称为接换 ReRam，具有可调持久性和低每比特能耗，适用于当今最具挑战性的计算密集型和 AI 处理器应用。该公司成立于 2007 年，拥有包括 34 项美国专利在内的专利 IP 组合，并且是第一个在先进的 CMOS 处理节点上开发基于区域的 ReRam（也称为 PCMO）的公司。它与存储解决方案提供商 Western Digital 子公司 HGST 签订了联合开发协议，并与总部位于比利时的纳米电子和数字技术研究和创新中心 imec 签订了开发协议。