EXAMEN

Récemment, l'équipe de recherche de l'Université Tohoku au Japon a mis au point une mémoire de couple de transfert de spin des densités jusqu'à 128 Mo - la mémoire magnétique à accès aléatoire (STT-MRAM), une vitesse d'écriture de 14 nanosecondes, comme les choses et l'intelligence artificielle utilisée dans le cache utiliser. Il est actuellement plus forte densité de stockage du monde de plus de 100 Mo de mémoire vitesse d'écriture intégrée.

fond

L'humanité est dans une ère de « l'explosion de l'information » de. Nous utilisons habituellement des produits informatiques et électroniques doivent traiter de grandes quantités d'informations, les informations (programme et données) sera placé dans un endroit?

La réponse est: la mémoire (mémoire). Chaque mémoire est un système d'ordinateur, l'un des principaux éléments du dispositif mobile de stockage du programme en cours d'utilisation.

(Source: Institut IBM)

À l'heure actuelle, la mémoire principale à une mémoire vive (RAM) et une mémoire flash (Flash) en tant que représentant. RAM lecture et la vitesse d'écriture plus rapide, mais ne peut pas stocker les données pendant une longue période, les données stockées sont perdues lorsque l'alimentation ayant une « volatile », le Flash peut enregistrer les données, les données peuvent être maintenues pendant longtemps sous une puissance hors condition, ayant un « non volatile », mais lire et la vitesse d'écriture est mauvaise.

Ces dernières années, une nouvelle informatique mobile, cloud computing, les grands centres de données, les technologies de stockage ont des exigences de plus en plus élevées, telles que la capacité élevée, grande vitesse, faible consommation d'énergie.

Ainsi, les scientifiques veulent que la vitesse de la RAM en combinaison avec une mémoire flash non volatile à explorer le développement d'une nouvelle génération tels que la mémoire magnétique à accès aléatoire (MRAM un), registre aléatoire résistif (RRAM).

Comme le produit de deuxième génération MRAM, transfert de spin couple - mémoire vive magnétique (STT-MRAM) concernent récemment.

Qu'est-ce qu'un STT-MRAM?

Dans le STT-MRAM, retournement de spin électronique rapidement par le courant polarisé en spin. Cet effet est obtenu dans la "jonction tunnel magnétique (MTJ de la)" ou "spin-valve" dans, STT-MRAM utilise jonction tunnel STT (STT-MTJ). Le courant passe polarisée à travers la couche magnétique, on forme un courant polarisé en spin. Le transfert de quantité de mouvement de spin de l'électron à spin moment magnétique de la couche libre, le moment magnétique de spin de la couche magnétique obtenue après centrifugation direction de changement de quantité de mouvement, un processus connu sous le transfert de spin. Ainsi, STT-MRAM est atteint par l'information de spin en cours d'écriture.

(Source: Référence [2])

données STT-MRAM est stocké dans un état magnétique, il a un anti-irradiation naturelle, une grande fiabilité, et le nombre presque illimité de lecture et d'écriture. Différente de la DRAM, STT-MRAM ne refresh puissance pas besoin, le processus de lecture et ne détruit pas les données stockées, de sorte que le niveau du système à faible consommation d'énergie et une faible latence. Par rapport à la NAND Flash classique, 10 fois la vitesse d'écriture, la vitesse de lecture plus rapide et près de 10 fois. Par ailleurs, STT-MRAM seulement une petite quantité de puissance de fonctionnement, complètement sans pouvoir lorsqu'ils ne sont pas en cours d'utilisation.

Comme la technologie de stockage de nouvelle génération, la taille de la puce STT-MRAM considérablement réduite, mais d'améliorer considérablement la vitesse de lecture et d'écriture. Ainsi, il est particulièrement adapté pour les appareils mobiles mémoire embarqués. En particulier, les choses aujourd'hui avec le développement rapide de la technologie de l'intelligence artificielle, STT-MRAM devrait jouer un rôle plus important.

À l'heure actuelle, GlobalFoundries, Samsung (Samsung), Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), United Microelectronics (UMC) et d'autres grandes usines de fabrication de semi-conducteurs sont activement la promotion de STT-MRAM à la production de masse.

innovation

Récemment, le professeur Tetsuo Endoh Université Tohoku au Japon équipe de recherche a conduit a développé une densité de stockage jusqu'à 128 Mo de STT-MRAM, la vitesse d'écriture de 14 nanosecondes, peut être utilisé comme une mémoire intégrée, comme l'Internet des objets et de l'intelligence artificielle utilisée dans le cache. Il est la densité de stockage du monde est supérieure à la vitesse d'écriture de la mémoire intégrée plus rapide, 100 Mo, et une grande quantité de capacité de production STT-MRAM pour ouvrir la voie.

(Source: Université du Nord-Est)

technologie

 STT-MRAM est dans la gamme de la capacité actuelle de 8Mb ~ 40Mo. Mais pour faire STT-MRAM devenir plus pratique, il est nécessaire d'augmenter la densité de stockage. équipe innovante Centre de systèmes électroniques intégrés (CIES) a lancé une mise au point sur le développement, l'utilisation des jonctions tunnel magnétiques (technologie CMOS de MTJ) intégré dans le STT-MRAM, la levée de la densité de stockage STT-MRAM. Cela a également réduit de manière significative la consommation d'énergie de la mémoire intégrée avec mémoire flash intégrée dans le cache représenté.

jonction tunnel magnétique peut être réalisé par une série de processus de développement de processus à petite échelle. Afin de réduire le besoin densité supérieure à la taille de la mémoire STT-MRAM, une jonction tunnel magnétique peut être formée directement par usinage des trous, une partie des trous est si petite ouverture pour la liaison conductrice entre les couches du dispositif à semi-conducteur. En utilisant la taille de cellule de mémoire est réduite, la densité de stockage de l'équipe de conception 128Mb de couple de transfert de spin - une mémoire magnétique à accès aléatoire, et pour produire une puce.

Comme cela est représenté ci-dessous: (a) une densité de stockage allant jusqu'à 128Mb image modèle STT-de MRAM de (b) Shmoo figure vitesse d'écriture entre la tension d'alimentation, elle représente la tension à chaque vitesse, l'opération de débit binaire mesuré l'échelle de couleurs.

(Source: Université du Nord-Est)

valeur

Chip fabriqué, les chercheurs ont mesuré la vitesse des sous-réseaux d'écriture. Par conséquent, à faible tension d'alimentation de 1,2 V, la vitesse de fonctionnement à grande vitesse jusqu'à 14 nanosecondes. Ceci est bien plus que la densité de stockage 100Mo au monde du STT-MRAM vitesse d'écriture la plus rapide.

mot-clé

Mémoire, rotation, magnétique

Documents de référence

[1] https://www.tohoku.ac.jp/en/press/128mb_stt_mram_worlds_fastest_write_speed.html

[2] https://www.mram-info.com/stt-mram