STT MRAM z rekordem zapisu. Rusza masowa produkcja pamięci

Czytelnicy Purepc.pl coraz częściej mogą przeczytać o konkretnych zastosowaniach nowych rodzajów pamięci nieulotnej. Kilkukrotnie opisywaliśmy ostatnio obiecującą technologię ReRAM. W laboratoriach trwają jednak poszukiwania konkurencyjnych rozwiązań. Naukowcy z Uniwersytetu Tohoku w Japonii donoszą, że z powodzeniem opracowali 128 Mb pamięć magnetorezystancyjną SST-MRAM czyli Spin Transfer Torque – Magnetoresistive Random Access Memory. Jest to rodzaj pamięci nieulotnej RAM wykorzystującej tunelowy efekt magnetorezystancyjny pracującej w oparciu o prądy spinowe. Co więcej, udało im się uzyskać rekordową prędkość zapisu. Opracowanie otwiera drogę do masowej produkcji nieulotnej pamięci o dużej prędkości.

Naukowcy osiągnęli także niezwykłą prędkość zapisu - 14 ns przy niskim napięciu 1,2 V. Jest to najszybsza operacja zapisu w układzie STT-MRAM.

STT-MRAM (zwana także STT-RAM lub czasami ST-MRAM i ST-RAM) jest zaawansowanym typem urządzeń MRAM. MRAM (ang. Magnetoresistive Random Access Memory) to rodzaj pamięci nieulotnej RAM wykorzystującej tunelowy efekt magnetorezystancyjny lub zjawisko gigantycznego magnetooporu. Element pamięciowy zbudowany jest z trzech warstw: miękkiej warstwy ferromagnetycznej, niemagnetycznej bariery tunelowej i twardej warstwy ferromagnetycznej oraz z oplotu przewodnika. Zapis polega na przemagnesowaniu miękkiego materiału magnetycznego przez płynący prąd, co powoduje zmianę rezystancji złącza. Odczyt dokonywany jest przez pomiar rezystancji. STT-MRAM zapewnia wyższą gęstość, niskie zużycie energii i niższy koszt w porównaniu do zwykłych układów, tak zwanych Toggle MRAM. Główną zaletą STT-MRAM nad Toggle MRAM jest możliwość skalowania układów STT-MRAM w celu osiągnięcia wyższych gęstości przy niższych kosztach. STT oznacza Spin-Transfer Torque. W urządzeniu STT-MRAM spin elektronów jest odwracany za pomocą prądu spolaryzowanego spinowo. Efekt ten uzyskuje się w połączeniu z tunelową magnetorezystancją.

Ditellurek molibdenu najlepszym materiałem na pamięci ReRAM

Wcześniej dostępne były tylko układy o pojemności od 8Mb do 40Mb. Chip 128Mb jest uważany za przełom, także ze względu na jego praktyczność (zwiększoną pojemność). Najważniejsze jednak, że naukowcy osiągnęli także niezwykłą prędkość zapisu - 14 ns przy niskim napięciu 1,2 V. Jest to najszybsza operacja zapisu w układzie STT-MRAM. Najważniejsze jednak, że rozwiązanie opuszcza laboratorium. Trzy duże wytwórnie półprzewodników przygotowują się do uruchomienia masowej produkcji tych układów w 2019 roku. Zdaniem specjalistów STT-MRAM doskonale nadaje się do wielu popularnych urządzeń. Pamięć zapewnia wysoką wydajność, porównywalną z DRAM i SRAM, ale jest nieulotna czyli dane nie są kasowane po wyłączeniu zasilania. Dodatkowo jest niezwykle energooszczędna, niedroga, a jej produkacja wykorzystuje istniejące techniki i procesy produkcji CMOS.