半導(dǎo)體存儲與系統(tǒng)

譯者序原書序原書前言致謝第1章　半導(dǎo)體存儲器的歷史回顧11.1　20世紀80年代初：先驅(qū)者11.2　20世紀90年代：DRAM 技術(shù)驅(qū)動因素41.3　新世紀：NAND技術(shù)驅(qū)動因素61.4　通用存儲器的夢想81.5　3D集成時代91.5.1　垂直3D DRAM面臨的挑戰(zhàn)111.5.2　NAND技術(shù)中的垂直3D演化121.5.3　3DxP技術(shù)141.6　未來16參考文獻19第2章　存儲器在當(dāng)今系統(tǒng)中的應(yīng)用232.1　系統(tǒng)的定義及多樣性232.1.1　電子系統(tǒng)的定義232.1.2　電子系統(tǒng)的多樣性 242.1.3　存儲器的作用 252.2　存儲層次結(jié)構(gòu) 272.2.1　存儲分層的目的272.2.2　本地內(nèi)存282.2.3　主內(nèi)存292.2.4　固態(tài)存儲312.2.5　打破存儲層次結(jié)構(gòu)332.3　系統(tǒng)中存儲的架構(gòu)及目的332.3.1　實際應(yīng)用中的存儲層次結(jié)構(gòu)332.3.2　本地內(nèi)存的系統(tǒng)使用342.3.3　主內(nèi)存在系統(tǒng)上的應(yīng)用362.3.4　固態(tài)存儲在系統(tǒng)上的應(yīng)用392.4　小結(jié)42參考文獻43第3章　SRAM技術(shù)現(xiàn)狀及前景443.1　引言443.2　SRAM位單元微縮化的挑戰(zhàn) 453.2.1　6T SRAM位單元操作與分析453.2.2　版圖和設(shè)計考慮493.2.3　波動性和可靠性533.3　在納米微縮節(jié)點的SRAM微縮化和性能提升553.3.1　有源柵極上接觸（COAG）工藝553.3.2　埋入式供電的SRAM573.4　新器件環(huán)境下的SRAM613.4.1　器件微縮到3nm之下的新架構(gòu)613.4.2　基于納米片的SRAM613.4.3　基于叉片型的SRAM623.4.4　基于CFET的SRAM633.5　SRAM的混合集成643.6　小結(jié)68參考文獻68第4章　DRAM電路及工藝技術(shù)734.1　高帶寬和低功耗DRAM的發(fā)展趨勢734.2　電路技術(shù)734.2.1　核心電路754.2.2　數(shù)據(jù)路徑784.2.3　輸入/輸出794.2.4　直流電源824.3　DRAM工藝技術(shù)844.3.1　單元結(jié)構(gòu)844.3.2　單元存取晶體管864.3.3　單元電容器894.4　封裝及模組914.4.1　DRAM封裝歷史914.4.2　模組934.4.3　用于服務(wù)器/PC DRAM的DIMM934.4.4　用于移動式DRAM的堆疊封裝944.4.5　HBM的堆疊封裝94參考文獻94第5章　NAND閃存技術(shù)現(xiàn)狀與展望995.1　引言995.2　NAND閃存基本原理1005.2.1　基本的存儲單元操作1005.2.2　NAND閃存陣列架構(gòu)1025.2.3　NAND閃存陣列操作1045.2.4　多比特操作1095.2.5　NAND閃存可靠性1115.3　從2D NAND到3D NAND1125.3.1　垂直NAND陣列基礎(chǔ)1135.3.2　與2D NAND相比的性能和可靠性改進1145.3.3　3D NAND獨特的可靠性考慮因素1165.3.4　3D NAND陣列結(jié)構(gòu)1175.3.5　3D NAND微縮1195.4　3D NAND閃存的新興應(yīng)用1225.5　小結(jié)123參考文獻124第6章　嵌入式存儲解決方案：電荷存儲、阻性存儲和磁性存儲1336.1　引言1336.2　嵌入式非易失性存儲的演進（傳統(tǒng)存儲）1366.3　嵌入式非易失性存儲的革命（新型存儲）1416.3.1　嵌入式FRAM1436.3.2　嵌入式RRAM1456.4　嵌入式PCM1476.4.1　PCM單元的演變1486.4.2　汽車級ePCM1526.4.3　28nm工藝的FDSOI ePCM1536.5　嵌入式MRAM1586.5.1　MRAM單元演變1596.5.2　RAM類MRAM對比NVM類MRAM1626.5.3　嵌入式MRAM技術(shù)現(xiàn)狀1676.6　未來展望1716.6.1　MRAM1716.6.2　PCM174參考文獻176第7章　SCM在服務(wù)器和大型系統(tǒng)中不斷演進的作用1827.1　引言1827.2　非易失性存儲器技術(shù)的現(xiàn)狀1847.2.1　前景光明的SCM技術(shù)1867.2.2　單比特成本上的考慮1877.2.3　SCM在內(nèi)存-儲存層次結(jié)構(gòu)中的定位1887.3　英特爾傲騰存儲器1907.4　SCM運用范例1927.4.1　作為數(shù)據(jù)儲存1927.4.2　用于儲存緩存1927.4.3　作為突發(fā)緩沖器1937.4.4　作為混合內(nèi)存-儲存的子系統(tǒng)1937.4.5　作為持久性內(nèi)存1947.5　利用SCMM的應(yīng)用程序1947.5.1　存內(nèi)數(shù)據(jù)庫1957.5.2　大型圖形應(yīng)用程序1967.5.3　文件系統(tǒng)1977.6　服務(wù)接口1987.6.1　高級編程模型1997.7　對云端的影響1997.7.1　云端和基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）1997.7.2　虛擬機占用空間2007.7.3　 單服務(wù)器部署更多容器2007.7.4　網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）2017.7.5　分布式計算2017.8　未來前景2017.8.1　嵌入式SCM2027.8.2　存內(nèi)計算2037.9　小結(jié)203參考文獻204第8章　3DXpoint技術(shù)基礎(chǔ)2108.1　分立PCM架構(gòu)的歷史回顧2108.1.1　文獻綜述2108.1.2　PCM陣列操作2128.1.3　PCM性能和局限2168.1.4　PCM應(yīng)用2178.2　3DXpoint技術(shù)：PCM低成本SCM解決方案2188.2.1　3DXpoint陣列操作2218.2.2　讀操作2228.2.3　編程操作2228.2.4　OTS與PCM的要求及材料特性2238.2.5　3DXpoint單元性能2238.3　3DXpoint未來發(fā)展2258.4　3DXpoint系統(tǒng)2258.4.1　3DXpoint產(chǎn)品：儲存和內(nèi)存應(yīng)用2258.5　小結(jié)226參考文獻226第9章　其他新型存儲器2309.1　引言2309.2　導(dǎo)電細絲阻變RAM2319.2.1　導(dǎo)電細絲阻變RAM概述2319.2.2　關(guān)鍵挑戰(zhàn)2349.3　用于超低功耗存儲器的鐵電HfO22409.3.1　鐵電存儲器概述2409.3.2　技術(shù)現(xiàn)狀2449.3.3　持續(xù)發(fā)展和關(guān)鍵挑戰(zhàn)2479.4　小結(jié)247參考文獻248進一步閱讀253第10章　面向人工智能的非易失性存內(nèi)計算25510.1　引言25510.2　用于IMC的存儲器件25610.2.1　RRAM25610.2.2　PCM25610.2.3　MRAM 25710.2.4　FeRAM25710.3　存儲結(jié)構(gòu) 25710.3.1　1S1R結(jié)構(gòu)25910.3.2　1T1R結(jié)構(gòu)25910.4　計算型存儲25910.4.1　離線訓(xùn)練26110.4.2　在線訓(xùn)練26310.5　IMC電路非理想性26510.6　IMC電路架構(gòu)26610.6.1　矩陣向量乘法（MVM）加速器26610.6.2　模擬閉環(huán)加速器26810.6.3　模擬內(nèi)容可尋址存儲器26910.7　小結(jié)270參考文獻271結(jié)語280