ローム株式会社は、世界で初めて、LSI内部のレジスタと呼ばれるデータの記憶領域に不揮発性のロジック回路を組み 込んだLSIの開発に成功しました。これは、世界で初めてFeRAM (Ferroelectric Random Access Memory) の強誘電体の量産化を開始したロームが、この技術をさらに応用し、電源の供給が無くてもLSI内部の演算処理の状況を保持できる不揮発性ロジック技術とし て完成させたものです。
CPUに代表されるロジック系のLSIは、さまざまな処理に関する経緯や結果に関する情報を一時的に保持したり、LSIや周辺機器の動作状態を保持・変更 するレジスタと呼ばれる演算処理の状況保持回路を持っています。現在一般的に使われているロジック系LSIでは、一旦電源が切られるとレジスタに保持され た演算処理状況は消滅してしまいます(揮発性という)ので、記憶保持に電流を流し続ける必要がありました。
LSIのレジスタを強誘電体素子により不揮発性化することは今までも取り組まれてきましたが、LSIのロジック回路での負荷容量が大きくなり、電力負荷の 増大や信号遅延といった問題が発生するため、殆ど使われていませんでした。ロームは、新しく強誘電体セパレート構造を開発することによりこれらの問題を一 挙に解決、LSIのロジック性能と信頼性を損なうことなく、レジスタ領域を不揮発性化できる技術を開発しました。
この不揮発性ロジック技術を実際に応用した場合、例えば、ゲーム機のCPUを置き換えると仮定すると、ゲームの起動中であっても、頻繁に発生するCPUの 待機時間の消費電力がゼロとなるため、CPUの消費電力を約70%削減できることが確認できました。また、CPUの動作時でも、情報の書き込み/読み出し を行うブロック以外をスリープモードにするなどの設計変更を行えば85%以上CPUの消費電力を削減することが可能と考えています。さらに、このブロック 内部のレジスタ・演算回路レベルで細かく電源のオン・オフを管理すれば、CPUの消費電力を95%以上削減することも期待できます。
今回の技術をパソコンに応用した場合、これまで何十秒もかかっていたパソコンの起動時間を大幅に短縮、パソコンをテレビ感覚で利用できるストレスフリーな 環境の提供も可能となります。 家電製品においても、機器内部のデータを保持する為に電源オフ時にも常時通電して電力(待機時消費電力)を消費し続けているものが多く見られ、ロームでは 推定で日本だけでも約150億kWh/年(「待機時消費電力調査報告書」((財)省エネルギーセンター)から推定)におよぶ消費電力が無駄に使われている と試算しています。あらゆるエレクトロニクス商品に数多く使用されているロジック系LSIに不揮発性ロジック技術を応用することでエレクトロニクス市場全 体における省エネルギー化の推進が可能であると期待しています。
ロームは、今回の強誘電体による不揮発ロジック技術を応用したカスタムLSIについてお客様への提案活動を進め、1年後を目標に量産化をめざしたいと考えています。
ローム2008年ニュース
画期的なLSIが開発されました。
エネルギー、環境問題に大きく寄与するものになるのではないでしょうか。