电阻式开关存储器 （RSM） 因其单元结构简单、占用空间小和可扩展性好而显示出大容量存储的潜力。本文分为两部分，讨论了如何使用 RSM 实现超高密度 （~terabits） 存储，涵盖了从器件到内存阵列架构的设计注意事项。在这篇由两部分组成的文章的第一部分中，开发了一个准确且计算高效的模型来研究三维垂直 RSM （VRSM）。在本文中，我们以具有六边形图案柱布局（3-D hexagon VRSM）的 3-D VRSM 为例来阐述我们的方法。使用从基于物理的 2-D 场求解器中提取的寄生电阻作为参考，我们开发了一个用于 SPICE 仿真的集总电阻网络，以准确捕获阵列的所有漏电流。这个完整的电阻网络被进一步简化为一个简化的网络，以实现高计算效率并保持完整的网络精度（相对误差 <;2%）。如果没有这种简化，就无法有效地模拟实际的内存数组大小。讨论了在最坏情况下，存储单元电阻值和选择器非线性 （NL） 对最大数组大小和写/读裕量的相互作用。建议选择器具有较大的存储单元电阻（低电阻状态 ≥100 k））和足够的 NL （~10 3 ），以便在兆位级的单个 3-D 六边形 VRSM 阵列中成功进行写入/读取操作。



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