Разработана «STT-MRAM» — память высокоскоростной записи

Разработана «STT-MRAM» - память высокоскоростной записи

Исследовательская группа Университета Тохоку, успешно разработала «STT-MRAM», допускающей плотность записи 128 Мб (магниторезистивная память с произвольным доступом и спиновым моментом). Технологическая скорость записи для разработки составляет 14 нс. Устройство предполагается использовать в качестве встроенных модулей кэш-памяти «Интернета вещей» (IOT – Internet Of Things), а также искусственного интеллекта (AI — Artificial intelligence). На текущий момент модули демонстрируют самую высокую скорость записи для встроенной конфигурации с плотностью более 100 МБ. Такие характеристики обещают начало массового производства «STT-MRAM» большой ёмкости.

Технология следующего поколения

Уникальный модуль «STT-MRAM» способен работать на высокой скорости при потреблении незначительных объёмов энергии. Достигается это благодаря свойствам сохранения данных даже при отключенном питании. Обладая технологически усиленным функционалом, устройство «STT-MRAM» приобретает популярность в качестве технологии следующего поколения. Основой применения модулей видится:

  • встроенная память,
  • основная память,
  • логика.

Три крупных завода Японии, осваивающих производство полупроводниковых компонентов, уже приступили к налаживанию масштабного производства в 2018 году.

Поскольку модули памяти являются жизненно важным компонентом компьютерных систем, портативных устройств и других систем хранения, производительность и надежность имеют большое значение для решений в области экологически чистой энергии.

Текущая ёмкость «STT-MRAM» составляет 8 — 40 Мб. Однако чтобы сделать  модуль «STT-MRAM» более практичным, необходимо увеличить плотность размещения информации. Учёным Центра инновационных интегрированных электронных систем (CIES) удалось нарастить плотность памяти «STT-MRAM».

Туннельные магнитные переходы

Специалисты разработали прототипы, где магнитные туннельные переходы (МТП) интегрированы в CMOS. Такой подход существенно снижает энергопотребление встроенной памяти, подобной промежуточным буферам «Cache» и «eFlash».

Магнитные туннельные переходы минимизировали с помощью ряда технологических процессов. Чтобы уменьшить объём чипа, необходимый для записи с более высокой плотностью, МТП сформировали непосредственно небольшими отверстиями.

Малые отверстия МТП обеспечивают проводящее соединение между различными слоями полупроводникового устройства. Так, используя ячейку памяти уменьшенного размера, исследовательская группа разработала и воспроизвела модуль «STT-MRAM» на 128-мегабайт плотности.

Изготовленный чип в процессе экспериментов подвергался анализу скорости записи подмассива. В результате анализа получили высокоскоростные показатели  работы — 14 нс в условиях напряжения питания 1,2 В. На текущий момент это самый быстрый показатель операции записи чипа с плотностью более 100 МБ.


При помощи информации: Tohoku