Технические науки/6.Электротехника и радиоэлектроника

аспірант Курилова Н.Г.

Вінницький національний технічний університет, Україна

ОЦІНКА ТЕХНІЧНОГО РІВНЯ ПЕРСПЕКТИВНИХ ЗАПАМ’ЯТОВУЮЧИХ ПРИСТРОЇВ

В теперішній час існує велика кількість типів запам’ятовуючих пристроїв (ЗП), які використовуються в комп’ютерних системах, системах автоматичного керування, засобах мобільного зв’язку, цифрових фотоапаратах і т.ін. Вони розрізняються функціональним призначенням, принципом дії, технологією виготовлення, структурною та логічною організацією.

Основні дослідження з метою розробки перспективних ЗП ведуться в напрямках підвищення швидкодії, зменшення біту інформації, збільшення часу збереження інформації, збільшення кількості циклів запису/читання, зменшення енергоспоживання, підвищення стійкості до дії різного роду опромінень, продовження ресурсу роботи.

При оцінці технічного рівня перспективних запам’ятовуючих пристроїв будемо враховувати такі показники якості: час зберігання інформації, інформаційна ємність, час доступу (час запису/читання), допустима кількість циклів перезапису інформації, технологічність, стійкість до дії іонізуючих опромінень. Причому будемо порівнювати лише ті типи запам’ятовуючих пристроїв, які на теперішній час використовуються, широко рекламуються і виготовляються як дослідні зразки за існуючими технологіями. Тому будемо порівнювати флеш-пам'ять на базі МДН-транзисторів з плаваючим заслоном, пам'ять на базі МНОН-транзисторів, магніторезистивну, ферорезистивну, на нанотрубках та на фазових переходах, параметри і характеристики яких наводиться у вітчизняних та зарубіжних літературних джерелах.

Якісна оцінка цих видів пам’яті зроблена в попередньому розділі, а для кількісної оцінки технічного рівня будемо використовувати комплексний показник, запропонований в [1] і детально розглянутий в [2].

Розрахунок комплексного показника технічного рівня (КПТР) здійснюється за допомогою безрозмірних відносних показників. Нормування показників П_ij , тобто розрахунок їх відносних значень g_ij, виконується за допомогою показників базового пристрою П_іб , в якості якого використовується “ідеальний” пристрій, що об’єднує в собі найкращі досягнення по всіх, без виключення, показниках, які аналізуються для відповідної групи пристроїв.

Розрахунок нормованих показників технічного рівня здійснюється за формулою [1]

, .

Для однорідних елементів і пристроїв показник технічного рівня визначається за виразом

,

де n - кількість показників.

Для неоднорідних елементів і пристроїв комплексний показник технічного рівня визначається так

.

Розрахунок нормованих показників здійснюється за тим виразом, у відповідності з яким збільшення q_ij відповідає підвищенню якості елементів. Чим менша абсолютна величина комплексного показника, тим вищий технічний рівень j-го пристрою.

Показники технічного рівня запам’ятовуючих пристроїв приведені в таблиці 1. Вихідні дані для розрахунків взяті з вітчизняної та закордонної літератури.

Показники якості тех-нічного рівня Тип ЗП	Час збереження інформації, років	Інфор-маційна ємність, Гбіт	Час доступу, нс	Допустима кількість циклів читання/ запису	Технологічність	Радіаційна стійкість	КПТР	Місце ЗП
На МОН-транзисторах з плаваючим заслоном	10	32	70	10^5	2	0	3,08	4
На МНОН-транзисторах	5	10	70	10^5	2	0	3,88	6
Магніторезис-тивний	15	10	70	10^15	1	1	1,94	2
Ферорезистив-ний	10	10	10	10^6	1	0	3,79	5
На нанотрубках	10	20	70	10^10	1	1	2,06	3
На фазових переходах	10	60	70	10^12	2	2	1,85	1
Ідеальний ЗП	15	60	10	10^15	2	2

Показники технічного рівня запам’ятовуючих пристроїв Таблиця 1

Оскільки ряд показників, як видно з таблиці, мають нульові значення, то має місце матриця неоднорідних виробів і тому розрахунки показників технічного рівня N_i проводились за формулами для неоднорідних виробів. З результатів розрахунків (табл.1) видно, що ЗП на базі фазових переходів характеризуються найменшим комплексним показником технічного рівня і тому можна зробити висновок, що саме ці ЗП є найперспективнішими, особливо коли мова йде про розробку високонадійних елементів пам’яті, стійких до дії радіаційних опромінень, які можуть працювати в умовах космосу та в місцях радіоактивного забруднення з високим рівнем опромінення до 1Мрад [3].

Отже, проведено оцінювання технічного рівня перспективних запам’ятовуючих пристроїв за комплексним показником, який враховує їх основні параметри та характеристики. Показано, що найперспективнішими є запам’ятовуючі пристрої, які використовують фазові переходи напівпровідників з аморфного стану в кристалічний і навпаки, цей виграш забезпечується переважно за рахунок високої стійкості до радіоактивного опромінення. Найближчими до ЗП на базі фазових переходів по значенню комплексного показника технічного рівня є магніторезистивні запам’ятовуючі пристрої, які уступають лише по стійкості до дії радіоактивного опромінення.

Література:

1. Байковский В.М., Кошуба Г.В. Некоторые аспекты информационного обеспечения управления новой техникой // Методические материалы по подготовке докладов о важнейших достижениях приборостроения. Из-во: УНИИТЭП. – 1978. – с.1-38.

2. Кичак В.М. Синтез частотно-імпульсних елементів цифрової техніки // Моногафія. – Вінниця: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2005. -266 с.

3. Вихарев Л. Перспективные технологии производства памяти. Современное состояние // Компоненты и технологии. – 2006.- №12.