На Международной конференции по полупроводниковым схемам Токийский университет представил новую экономичную систему электропитания, предназначенную для твердотельных дисков (SSD). Новая система не просто сокращает на треть объемы энергопотребления NAND flash-памятью, включенной в твердотельный накопитель, но также удешевляет стоимость самого SSD. Данная система предназначена для применения в так называемых трехмерных SSD, в которых такие компоненты, как чипы памяти, расположены множественными слоями в трехмерном виде.
По словам исследователей, сократить энергопотребление NAND flash-памяти не так-то просто, даже если снизить напряжение тока. Уменьшение напряжения снизит энергопотребление ячейки памяти, но при этом возрастет потребность в электроэнергии со стороны генераторов подкачки заряда, которые включены в чипы памяти, сообщает ITnews.
Для преодоления этого барьера, ученые из Токийского университета разработали новую систему электропитания, в которой появился преобразователь. Новая система заключает в себе контур управления (power supply control circuit), переключатель высокого напряжения (high voltage switch) и катушку индуктивности (coil).
Система отличается более высоким выходным током, а также большей отдачей мощности по сравнению с системой, использующей генераторы подкачки заряда. Таким образом, новая система потребляет меньше электроэнергии, и ей требуется меньшая площадь для генерирования тока с высоким напряжением, необходимым для NAND flash-памяти.
Иными словами, новая система электропитания, использующая преобразователь, может обойтись без генераторов подкачки заряда, которыми в противном случае необходимо оснащать каждый из множества чипов NAND flash-памяти внутри SSD. В результате, напряжение тока для NAND flash-памяти можно сократить с имеющихся 3 вольт до 1,8 вольт, энергопотребление при этом снизится почти на 68%.
Более того, новая система энергоснабжения сокращает саму себестоимость SSD, поскольку, опять же, отпадает необходимость в генераторах подкачки заряда, и площадь микросхем 40-нм- и 30-нм NAND flash-памяти может быть уменьшена на 5-10%.
Цепь управления и переключатель высокого напряжения можно изготавливать по недорогой 180-нм технологии.
Инновационные технологии электропитания и трехмерных интегральных схем были разработаны группой исследователей под руководством профессоров Такаясу Сакураи и Макото Такамия из института промышленных наук при Токийском университете. Технологию для NAND flash-памяти разработала группа ученых во главе с адъюнкт-профессором Кеном Такеучи также из Токийского университета. Чипы NAND flash-памяти ученым предоставила корпорация Toshiba.
