[實用新型]可擴展性柔性服務器

有效

• 申請號: 201220344857.1
• 申請日: 2012-07-17
• 公開（公告）號: CN202720543U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 曹進;王立;容佳玲
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G06F1/16
• 分類號: G06F1/16;G06F1/18
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

????本實用新型屬于阻變存儲器技術領域，尤其涉及一種可擴展性柔性服務器。

背景技術

???當前“云計算”、“物聯網”這些新技術一方面是人們對于信息化為人類生產、生活做出更大的貢獻不斷追求，另一方面這也是當前技術發展到一定程度的必然結果。由于當前的云計算、物聯網所存儲的數據信息往往是海量的，顯然這會對傳統的服務器結構設計與存儲單元的制備提出了更高的要求。

目前傳統的服務器從外觀類型上可以將服務器的結構分成三種，分別是塔式服務器、機架式服務器和刀片式服務器。塔式服務器從外觀上看上去就像一臺體積比較大的PC，機箱一般比較扎實，非常沉重。該類型的服務器擴展升級能力受限，占用空間大，不利于服務器的托管。機架式服務器從大小來看有點類似交換機，由于機身受到限制，在擴展能力和散熱能力上不如塔式服務器，這就需要對機架式服務器的系統結構專門進行設計，如主板、接口、散熱系統等，這就使機架式服務器的設計成本提高。刀片式服務器是專門為特殊行業和高密度計算環境所設計的，在每一塊“刀片”實際上就是一塊系統主板，它們可以通過”板載”硬盤啟動自己的操作系統，類似于一個個獨立的服務器，在這種模式下，每一塊母版運行自己的系統，服務于指定的不同用戶群，相互之間沒有關聯。在集群中插入新的“刀片”，就可以提高整體性能，而由于每塊“刀片”多是熱插拔的，所以系統可以輕松的進行替換，并且將維護時間減少到最小。但是刀片服務器至今還沒有形成一個統一的標準，使得各自的刀片服務器之間互不兼容，導致了刀片服務器用戶選擇的空間很狹窄。組成上述傳統服務器的基本存儲單元絕大數是基于Si工藝的，而其中不揮發性存儲器是主流選擇。由于基于浮柵型不揮發性存儲器在尺寸縮小方面遇到越來越大的困難，這主要是因為浮柵型不揮發性存儲器通過在多晶硅浮柵中存儲或擦除電荷以改變金屬氧化物半導體（MOS）管閾值電壓來實現信息的記錄，為了能將電荷保存在浮柵中10年以上，隧穿氧化層的厚度不能過度減小，因而在浮柵不揮發性存儲器縮小化過程中，這一隧穿氧化層幾乎沒有減小，使浮柵不揮發性存儲器在65nm以下遇到了縮小化技術瓶頸。因此，以高密度、低功耗作為特征的新一代非易失性半導體存儲器成為開發重點，包括相變存儲器（PCRAM）、鐵電存儲器（FeRAM）、磁存儲器（MRAM）和電阻轉變性存儲器（ReRAM）。在這些存儲器當中，電阻轉變性存儲器（ReRAM）由于具有簡單的器件結構、較高的器件密度、較低的功耗、較快的讀寫速度、與傳統的互補型金屬氧化物半導體（CMOS）工藝兼容性好等優勢，因此備受關注。

迄今有多種類型的材料被證明有電阻轉變特性：（1）固態電解液材料，如CuS，AgS，AgGeSe等；（2）二元過渡金屬氧化物，如NiO、Nb2O5、CuOx、ZrO2、HfO2、Ta2O5、TiO2等；（3）多元金屬氧化物，如磁阻材料Pr0.7Ca0.3MnO3和La0.7Ca0.3MnO3等；（4）有機材料，如聚酰亞胺（PI）、AIDCN、Alq3、CdSe/ZnS?QDs等。在這些材料中由于有機材料與無機材料相比具有體積小、多樣性、容易制備、價格低廉等優點，因此有機阻變存儲器（ORRAM）取得了廣泛的關注。

????有機阻變存儲器作為一種新型的存儲器是以材料的電阻可在高阻態（HRS）和低阻態（LRS）之間實現可逆轉換為基本工作原理作為記憶的方式

????圖1為現有技術的有機阻變存儲器的基本結構示意圖，如圖1所示，在頂電極(101)和底電極(103)之間，嵌入有一層電阻轉變薄膜層(102)，電阻轉變薄膜層(102)的電阻值在外加電壓作用下可以具有兩種不同的狀態，即高電阻態（HRS）和（LRS），可以用來記錄“0”和“1”兩種狀態。在不同外加電壓的作用下，有機阻變存儲器的電阻值在高阻態和低阻態之間可實現可逆轉換，以此來實現存儲功能。

???圖2為現有技術在理想情況下具有單極性轉換特性的有機阻變存儲器的I-V特性曲線示意圖。如圖2所示，電壓在正方向或負方向上增大到置位電壓（Vthon）時，電流急劇增大，電阻有高阻態（OFF）轉變為低阻態（ON），即置位（Set）過程；當同方向的電壓為復位電壓（Vthoff）時，電流迅速減小，電阻有低阻態（ON）轉變為高阻態（OFF），即復位（Reset）過程。