Gary Hilson

新興の不揮発性メモリと並行して、3D NAND型フラッシュメモリの開発も続いている。DRAMやSCM（ストレージクラスメモリ）との性能のギャップを少しでも埋めるためにどのような技術開発が進んでいるのだろうか。

大規模な半導体工場の投資に沸く米国に対し、隣国のカナダは半導体サプライチェーンの強化策に悩んでいる。広大な国土を持つカナダだが、人口は少なく、工場での人材確保という点では懸念もある。カナダの業界関係者は「カナダは、スモールスケールの利点を生かすべきだ」と主張する。

現在、20近くの半導体工場建設プロジェクトが進んでいる米国。政府は半導体製造の「自国回帰」に力を入れるが、この政策は、工場建設がボトルネックとなる可能性が出ている。高度なシステムが必要な半導体工場の建設には、専門的な知識が必要になるからだ。

2023年8月に開催されたフラッシュメモリに関する世界最大のイベント「フラッシュメモリサミット（FMS：Flash Memory Summit）」の主催者は、Intelでの初期段階の取り組みから始め、重要な業界標準規格を定義／推進してきたAmber Huffman氏に、生涯功労賞を授与した。

GDDRの「G」は「グラフィックス」の頭文字だが、今日、この高性能メモリのユースケースは“演算性能”に集中している。最近GDDR7 DRAMを発表したSamsung Electronicsは、高性能コンピューティングや人工知能、車載アプリケーションなどの分野でGDDRの採用が進むと予想している。

Micron Technologyは、近年、最先端DRAM技術の発展をリードしてきたメーカーの1社だ。同社の1β（ベータ）ノードのDRAM技術もその流れを維持するものだが、2023年にはDRAM価格の下落が予測される中、他の大手メーカーも、追い上げてきている。

メモリ市場はパンデミックや地政学的な不透明性によって2023年、”波乱の年”に突入したとみられている。今回、これまでの状況や今後の見通しについてメーカーやディストリビューターの幹部に話を聞いた。【訂正あり】

Samsung ElectronicsとMicron Technologyは依然としてNAND型フラッシュメモリ市場で覇権を争っている。最近両社は、種類は異なるものの、いずれも高密度な3D NANDソリューションを発表した。

近年、チップレットへの関心が高まっている。米スタートアップのEliyan Corporationは、チップレット向けソリューションを提供する企業の一つだ。

新興メモリが、新たな局面を迎えている。しかし、これまでの数年間に、同分野の成長に貢献するような知名度の高い相変化メモリ（PCM）は現れていない。【訂正あり】

環境への配慮は、あらゆる業界にとって不可欠な取り組みとなってきた。半導体業界団体のSEMIは、半導体気候変動コンソーシアム（SCC：Semiconductor Climate Consortium）を立ち上げ、持続可能性へのコミットメントを正式に表明した。

Infineon Technologiesが、拡張メモリ「HyperRAM」の最新世代となる「HyperRAM 3.0」を発表した。HyperRAMのルーツは、2014年後半にCypress Semiconductorに合併されたSpansionまでさかのぼる。HyperRAMはもともと、2015年初頭に、SoC（Systen on Chip）およびMCU向けのコンパニオンRAMデバイスとして開発された製品だ。当初のHyperRAM技術開発は、それ以前に行われていたHyperBus／HyperFlash技術関連の先行研究によってもたらされたものだ。

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックはリモートワークの普及を促した。その結果、エンドポイントが指数関数的に急増し、作業負荷の分散化が進行。堅牢なセキュリティの必要性に光が当てられるようになった。NVIDIAの最新DPU「「BlueField-2」は、そうした分散型のコンピュータ環境が普及していることを示すものだ。

Intelはこれまで数年間にわたり、NAND型フラッシュメモリとDRAMとの間のストレージ／メモリ階層を実現する技術として、3D XPointメモリの「Optane」を推進してきた。しかし2022年7月、同年第2四半期の業績発表の中で、そのOptane技術の開発を断念することについて、ひっそりと言及した。

多くの民生機器は現在、UFS規格や、フラッシュストレージとDRAMの組み合わせが可能になったマルチチップパッケージ（uMCP）によって、十分なストレージ性能を搭載するようになった。しかし、産業／自動車市場で現在台頭しているユースケースを見ると、システム全体を分解する必要なく容量を増やすためには、簡単に取り外し可能なフォームファクターが非常に有効であるということが分かる。

022年3月にチップレットの標準規格「Universal Chiplet Interconnect Express（UCIe）」が正式に策定された。これに伴い、米国のAvery Design Systemsは、チップレットの検証IP（intellectual property）を発表した。

最新DRAMの採用は常に、それをサポートするエコシステムによって、製品設計とシステム要件の対応が容易になるかどうかにかかっている。米国のIP（intellectual property）ベンダーであるRambusの「SPD（Serial Presence Detect）」ハブと温度センサーは、DDR5採用の決め手となるかもしれない。

近いうちに、HPC（High Performance Computing）やデータ分析、5G（第5世代移動通信）ネットワーク処理、AI（人工知能）や機械学習のオペレーションにおいてさえも、多くの技術者が適切なプロセッサを選ぶ決断をより容易に下せるようになるかもしれない。

イスラエルのWeebit Nanoは、ReRAM技術の商用化に向けて最も積極的に取り組んできた企業の1つだ。同社は7年間に及ぶ研究開発の末、今回ついに業界で初めてReRAM IPモジュールの公開デモを披露するに至った。

高速バスインタフェース「PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）」仕様の第6版は2022年初めに発表されたばかりだが、同仕様を管理するPCI Special Interest Group（SIG）は既に「PCIe 7.0」を見据えている。

レベル5の自動運転実現への道のりは、当初の予測よりも長くなりそうだ。しかしMicron Technology（以下、Micron）は、あらゆるメモリコンテンツが未来の信頼性要件に対応できるよう、今から万全な準備を整えていく考えだという。

電力は宇宙では貴重だ。FRAM（強誘電体メモリ）が地球から離れたところで使用されるアプリケーションにとって理想的なメモリであるのもそのためである。オペレーションの間だけではなく、デバイスがプログラミングされる際にもエネルギー消費が重要となる。そのことは、Infineon Technologies（以下、Infineon）の最新の極限環境向けシリアルインタフェース対応FRAMの主な特長でもある。

米国のファブレス半導体メーカーであるAstera Labsは最近、カナダでの事業を拡大したが、これは単に従業員数を増やしたというだけではない。同社がグレータートロントエリアに設立した新しい研究開発デザインセンターは、カナダでの成長の序章に他ならない。

Micron Technology（以下、Micron）の幹部は5月12日（米国時間）、投資家向け説明会「Mircon Investor Day 2022」で、2022年末までに第6世代の232層3D（3次元）NAND型フラッシュメモリの製造を開始する計画など、同社の展望について語った。

人工知能（AI）とインメモリコンピューティングへの関心が著しく高まる中、ReRAM（抵抗変化型メモリ）は人間の脳を模倣する能力を解き放つ鍵になり得る。とはいえ、まだ課題は残っている。

UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express）は、パッケージ内のチップレットの相互接続を定義するオープン規格だ。UCIe策定の参加メンバー企業は、Advanced Semiconductor Engineering（ASE）、AMD、Arm、Google Cloud、Intel、Meta、Microsoft、Qualcomm、Samsung Electronics、TSMCの10社である。【訂正あり】

ソリッドステートストレージ大手のSamsung Electronics（以下、Samsung）とWestern Digital（以下、WD）が、複数のストレージ技術規格の統一に向けて協業すると明らかにした。まずは、Zoned Storageソリューションから着手するようだ。

次世代メモリ技術の開発を手掛けるイスラエルのWeebit Nanoとフランスの研究機関であるCEA-Letiは、抵抗変化型メモリ（ReRAM）技術の開発における進展を報告した。この中には、CEA-Letiが“最新の手法”と呼ぶ、印加電圧に応じて、ReRAMデバイスをメモリとしてだけでなくエネルギーストレージ素子としても動作可能にする技術も含まれている。

「Compute Express Link（CXL）」コンソーシアムが「Gen-Z」コンソーシアムの資産とIP（Intellectual Property）を引き継ぐという知らせは、意外なことではない。2つのグループは重複する部分が多かったが、業界での勢いはCXLの方が大きいからだ。

パンデミックによって、サプライチェーンの混乱がニュースで大きく取り上げられているが、問題は荷降ろしのための入港を待つ船だけに起こっているのではない。供給不足は、密接に関連した半導体と自動車分野など、さまざまな分野で、製品が出荷されるずっと前から始まっている。

オープンな業界標準インターコネクト規格「Compute Express Link（CXL）」のエコシステムには、多くのベンダーが参加している。アクセラレーターも同エコシステムの一部で、米国のファブレス半導体メーカーであるAstera Labs（以下、Astera）が最近発表したCXL 1.1／2.0向けメモリアクセラレータープラットフォーム「Leo」も含まれる。

PIM（Processing-in-Memory）技術への関心は高まり続けている。イスラエル・テルアビブに拠点を置く新興企業NeuroBladeが、データアクセラレーターの出荷を開始したと発表した。同社のCEO（最高経営責任者）であるElad Sity氏は、「メモリ内部の処理機能を統合することにより、データの移動と、それによって生じるボトルネックを軽減することが可能だ」と述べている。

サーバや家電製品では、ストレージメディアをホットスワップできることが当たり前になっている。今回、新しい標準規格が発表されたことにより、従来、コネクテッドデバイスや組み込みアプリケーションなどにはんだ付けされているフラッシュメモリも、簡単に交換できるようになるという。

Samsung Electronics（以下、Samsung）は、同社初のCXL（Compute Express Link）製品を強化するため、同プロトコルの採用促進やエコシステムの拡張を促すよう開発されたソフトウェアツールを、CXL製品ポートフォリオに追加した。

超格子材料とフレキシブル基板を組み合わせれば、相変化メモリPCM（Phase Change Memory）の主要な欠点の1つを解決できる可能性がある。

AntaiosのCEO（最高経営責任者）を務めるJean-Pierre Nozières氏は米国EE Timesのインタビューで、「スピン軌道トルク（SOT）MRAMは、スピン伝達トルク（STT）MRAMが現在直面している“トリレンマ”に対処できる」と語った。

Western Digital（以下、WD）はNAND型フラッシュメモリとスピニングディスクを組み合わせたドライブアーキテクチャ「OptiNAND」を発表した。

米国の半導体市場調査会社であるObjective AnalysisとCoughlin Associatesは、共同執筆した年次レポートの中で「次世代メモリが、さらなる急成長を遂げようとしている」という見解を示した。次世代メモリ市場は2031年までに、440億米ドル規模に達する見込みだという。

Samsung Electronics（以下、Samsung）は、PIM（Processing-in-Memory）を主流派の技術へと推進していく上で、新たなステップの実現を発表した。同社は2021年初めに、PIM技術を他の種類のメモリに統合するという構想の一環として、業界で初めて、PIM対応のHBM（High Bandwidth Memory）である「HBM-PIM」を、商用化されたアクセラレーターシステムに統合することに成功している。

抵抗変化メモリ（ReRAM）を手掛けるCrossBarは、同社の技術をReRAMベースのPUF（物理的複製防止機能）キーとして、ハードウェアセキュリティアプリケーションで使用するために適用するという。

PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）バス規格には、たくさんの課題がある。より的確に言えば、PCIeを流れるたくさんのデータに対応する必要がある。

Micron Technologyが3D XPointの開発から撤退したことが話題となった。急速に台頭するインターコネクト規格「Compute Express Link（CXL）」に注力することを選んだためだという。だがもちろん、CXL関連製品を発表したのは、同社が初めてではない。

メモリコントローラーの未来は、それらが制御するメモリと切っても切れない関係にある。同様に、メモリコントローラーもムーアの法則に支配されている。新しいアーキテクチャによってストレージクラスメモリ（SCM：Storage Class Memory）が勢力を拡大する可能性があるが、メモリコントローラー市場は依然としてNAND型フラッシュメモリに支配されている。

スマートフォンのメモリ／ストレージ要件は現在も、5G（第5世代移動通信）ネットワークによってけん引されている。しかし、この5Gネットワークだけが、モバイルDRAMやフラッシュメモリに圧力をかけている唯一の要素というわけではない。

SSD接続規格である「NVMe（Non-Volatile Memory express）」が次のレベルへと移行する準備を整えつつある。NVM Expressは2021年6月、「NVMe 2.0」の仕様を発表した。

現在、「3D XPoint」メモリの分野では、Intelの「Optane」だけが唯一の選択肢であるため、3D XPointの導入を加速し、エコシステムを構築していくには、プレイヤーたちにサポートを提供する必要がある。

eMMC対応のNAND型フラッシュメモリのウェアアウトによるTesla（テスラ）のリコールは、同社が、自動車メーカーというよりもソフトウェア企業のような考え方を持っていることの表れかもしれない。

オープンな業界標準インターコネクト規格「Compute Express Link（CXL）」が、安定したペースで前進し続けている。今回、始動当初から2年もたたないうちに、次世代版「CXL 2.0」が発表された。CXLコンソーシアムのメンバー企業は既に、このCXL 2.0を適用した製品をリリースしているという。

DRAMおよびNAND型フラッシュメモリ企業の幹部は、メモリ市場の未来が次世代の携帯電話にいかにけん引されるかについてよく語っている。現在、大きなけん引役となっているのは5G（第5世代移動通信）だ。

PCのメモリ需要は、再び拡大しているのだろうか。5G（第5世代移動通信）対応スマートフォンは、リモートワーカーにとって頼りになるデバイスになるのだろうか。