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Kompakter Arbeitsspeicher dank Z-RAM

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Der koreanische Speicherhersteller Hynix überlegt, zukünftig seine DRAM-Speicherchips mit Z-RAM-Technik zu fertigen. Die US-schweizerische Firma Innovative Silicon Inc. (ISi) entwickelte 2005 eine Speicherzelle, die ohne Kondensator auskommt, und nennt sie Zero Capacitor RAM (Z-RAM). Durch den Wegfall des kapazitiven Elements erreicht dynamischer Speicher eine bis zu 50 Prozent höhere Datendichte. Nach Aussagen des Geschäftsführers Mark-Eric Jones von ISi soll dies geringere Herstellungskosten und kleinere Chips ermöglichen. Die Produktion von Z-RAM benötigt aber die recht aufwendige SOI-Technik (Silicon on Insulator).

Z-RAM basiert auf dem Floating Body Effect von SOI. Durch die vollständige Isolation vom Substrat wirkt der Transistor selbst als Kondensator, da er freie Ladungsträger zwischenspeichern kann. Dieser Effekt trat erstmals bei in SOI hergestellten Prozessoren und herkömmlichen DRAM-Speichern auf und führte zu unerwünschten Leckströmen und Datenverlusten. Der Floating Body Effect bildet auch die Grundlage für TTRAM (Twin Transistor RAM) der Firma Renesas Technology, einem Joint Venture von Hitachi und Mitsubishi Electric.

Neben DRAM soll Z-RAM auch der SRAM-Speichertechnik Konkurrenz machen. Typische SRAM-Zellen arbeiten zwar deutlich schneller als Z-RAM, benötigen allerdings für das Speichern eines Bits sechs Transistoren. Z-RAM kommt mit einem aus und braucht so pro Bit sehr wenig Chipfläche. Eine DRAM-Zelle hat zwar auch nur einen Transistor, aber zusätzlich einen relativ großen Kondensator. Den Geschwindigkeitsvorteil von SRAM soll Z-RAM durch die kürzeren Leitungswege aufgrund des geringeren Platzbedarfs wieder wettmachen.

Bereits Anfang 2006 hat der Prozessorbauer AMD eine Lizenz der Z-RAM-Technik von ISi erworben. AMD produziert bereits seit 2003 seine CPUs in SOI, daher wäre Z-RAM eine mögliche Alternative für die recht flächenintensiven 6T-SRAM-Zellen der Caches. Bisher hat AMD aber noch nicht bekannt gegeben, ob und wann sie die neue Technik einsetzen wollen. (chh)