Изобретение магниторезистивной памяти MRAM: спинтроника, энергонезависимость и скорость процессоров
Традиционные типы оперативной памяти (DRAM и SRAM) требуют непрерывного электропитания для сохранения информации и подвержены утечкам тока при уменьшении техпроцесса, а флеш-память NAND имеет ограниченный ресурс циклов перезаписи. В 1984 году доктор Артур Помпли изобрёл базовые принципы магниторезистивной оперативной памяти (MRAM). Основанная на эффектах спинтроники, гигантского магнитосопротивления (GMR) и спинового туннелирования (STT-MRAM), память MRAM кодирует биты направлением намагниченности ферромагнитных слоев, сочетая скорость SRAM с вечной энергонезависимостью.
Физика спинового туннельного магнитного перехода (MTJ)
Элемент MRAM состоит из двух магнитного слоев, разделенных диэлектриком толщиной в несколько атомов. Состояние «0» или «1» определяется параллельным или антипараллельным спином электронов.
Сравнение характеристик типов памяти DRAM, NAND Flash и MRAM
Развитие памяти STT-MRAM позволяет заменить медленную энергозависимую память непосредственно на кристалле процессоров, кардинально снижая энергопотребление чипов.
| Параметр полупроводниковой памяти | Динамическая память DRAM | Флеш-память NAND | Магниторезистивная память MRAM |
|---|---|---|---|
| Энергонезависимость при отключении | Энергозависимая (данные мгновенно теряются) | Энергонезависимая (данные сохраняются) | Абсолютно энергонезависимая |
| Скорость чтения и записи данных | Высокая (наносекунды) | Низкая (микросекунды) | Сверхвысокая (единицы наносекунд) |
| Устойчивость к циклам перезаписи | Практически бесконечная | Ограниченная (10³–10⁵ циклов) | Бесконечная (более 10¹⁵ циклов) |
Совет от dozeninfo.com
Следя за развитием архитектуры процессоров, обратите внимание на внедрение MRAM в микроконтроллеры для интернета вещей. Это обеспечивает мгновенный холодный старт устройств без расхода батареи. Читайте материалы по спинтронике и микроэлектронике на dozeninfo.com.
