阻变存储器(ReRAM或RRAM)凭借其快速切换速度和低功耗特性,成为下一代非易失性存储器的有力竞争者。近期,针对存储器中“松弛”现象(即短期导电漂移)的管理技术,使得ReRAM在实际应用中的稳定性显著提升。
导电松弛对存储器的挑战:在神经形态计算和多级存储(MLC)等场景中,松弛效应会导致存储单元电阻值随时间漂移,缩小高低阻态差异(即“存储窗口”),进而引发计算错误或数据丢失。CEA-Leti、CEA-List与Weebit团队的研究发现,广泛采用的节能技术——写入终止(Write Termination, WT)会加剧这一现象:在125°C高温下,WT导致存储窗口缩小76%(固定脉冲编程为基准),即使常温下也有31%的劣化。
电压过驱的解决方案:研究团队提出在SET(写入)操作中施加略高于阈值的电压(0.2个任意单位)。实验显示,该技术可将松弛效应降至固定脉冲编程水平,同时仅增加20%的能耗。模型预测表明,未优化的WT可能使半数存储单元在1天内出现显著漂移,而采用电压过驱后,达到同等漂移需超过10年,足以满足嵌入式系统与计算应用的稳定性需求。
工程化平衡:通过提升电压驱动强度,ReRAM单元被更彻底地写入目标阻态,减少了“临界写入”状态的比例。这种优化方案在保留WT节能优势(能耗仍低于固定脉冲编程)的同时,实现了温度鲁棒性,为神经形态芯片和MLC存储的商业化部署提供了关键技术支持。