IT eszközök technológiája - 5. előadás
Memóriák¶

Áttekintés¶

2 szóvonal van (wordA, wordB)
olvasásnál egy időben két cellából is lehetséges
íráshoz viszont mindkettő szóvonal kell (továbbra is csak 1 írás lehet egyszerre)

nagyobb kapacitású, jóval lassabb a statikus ramnál
3 dimenziós struktúra
- Stack kapacitás → tranzisztor felett készül el egy vékonyréteg kapacitás
- Árok kapacitás → tranzisztor mellett árkot marnak a szilíciumba, ebbe alakítják ki a tároló kapacitást
információt a C_s kapacitás tárolja, M₁ kapcsol a bitvonalra
tároló kapacitás nagyon pici
írás
- bitvonalra logikai értéket rakunk
- szóvonallal aktiváljuk → tároló kapacitás vagy kisül vagy feltölt
olvasás
- bitvonalat a tápfeszültség felére előtöltjük
- szóvonal aktiválódik → rákapcsolódik a bitvonalra a tároló kapacitás töltése
- az érzékelő ezt állítja helyre
- olvasás destruktív, a kiolvasott értéket vissza kell írni!
frissítés → erre van szükség, mert a töltés szivárog
- +30 fok hőmérséklet → 10x-es szivárgás
- egyszerre 1 sort frissítenek → t_RC = 100-200ns
- burst refresh: összes sort egyszerre frissíti (csökkenti a memória sávszélességét :( )
- distributed (hidden) refresh: számláló figyeli az utolsó frissített sort, mindig a soron következő kerül frissítésre

3 tranzisztorod dinamikus RAM technológia
- M1-M2 tranzisztor szórt kapacitása tárol
- M1 szolgál a beírásra

fordított feladat → adathoz milyen cím tartozik
1 órajel alatt a keresett információ címének előállítása
- search data register -t hasonlítja össze a párhuzamosan tárolt információval
- 1 match vonal lesz csak aktív → innen van meg a cím
használat pl: virtuális page cím - fizikai page cím párosítása
megvalósítás
- SRAM kiegészítése 10 tranzisztoros CAM cellává
- keresett bit a bitvonalra
- ha megegyezik a tárolt bittel → nincs áramút a match line és a föld között
- ha nem egyezik meg a tárolt bittel → áramút alakul ki
  - keresés teljes soron egyszerre
- negatívum: nagy fogyasztású

információ a gyártáskor belekerül (maszk programozott)
nagy sorozatú gyártásnál éri csak meg → egy bit kis területet foglal → bitre vetített ár kedvező

pMOS mindig nyitott → egy ellenállással modellezhető
így is működik, csak az alacsony szint nem 0 hanem csak ahhoz közeli kicsi érték
negatívum: statikus fogyasztása van, ha a kimenet 0
pozitívum: 2n helyett n+1 tranzisztor elég

tranzisztorokat sorba kapcsoljuk
információ = adott helyen a tranzisztort rövidre zártuk e fémezéssel vagy sem
kiolvasáskor → minden szóvonalat aktiválunk, kivéve a kérdéses sort
adott helyen nincs tranzisztor → kimenet = 0 (NAND összes további tranzisztora vagy vezet vagy rövidzárt)
adott helyen van tranzisztor → kimenet = 1

firmware
on-chip konfiguráció kialakítása
- pl kalibrálási konstansok, titkosítási kulcsok, chip azonosítók
programozható logikai eszközök
információtároló elem → fuse vagy antifuse
- fuse: rövidzár, kiégetés után nem vezet
- antifuse: kiégetés után vezet, égetés nélkül szakadást okoz.

információt tárolja → MOS tranzisztor küszöbfeszültsége
- küszöbfeszültség változtatásával programozható
- kiolvasás
  - adott tranzisztor vezet vagy nem vezet (SLC)
  - adott feszültség mellett jól megkülönböztethető áramok folynak (MLC, TLC, QLC)
küszöbfeszültség: az a gate-source közé kapcsolt feszültség, amikor a vezetőképesség inverziós csatorna létrejön
- függ a szigetelőben lévő töltésektől
konstrukciók
- lebegő gate → sehova nem kötött poli-Si
- többrétegű szigetelő anyagok határfelülete, töltéscsapdákat tartalmaz
programozás fizikai elve → elektronok mozgatása töltés-tároló eszközre ami egy vékony szigetelővel van elválasztva
- lavina letörés: nagymennyiségű, nagyenergiájú forró elektron jelenik meg, aminek energiája elég hogy áthaladjon a szigetelőn
- alagút jelenség: megfelelő térerősség hatására egy keskeny szigetelőn biztos valószínűséggel keresztülhalad az elektron
negatívum: ha az elektron a szigetelőben ragad → nehezebben változtatható küszöbfeszültség → tranzisztor elhasználódik
régi technológiák:
- EPROM: programozás lavinaletöréssel, törlés UV fény segítségével
- EEPROM: programozás-törlés alagútjelenséggel