Energiatehokkaita MeRAM-muisteja

Kalifornian yliopiston (UCLA) tutkijat ovat tehneet merkittäviä parannuksia haihtumattomasti toimivaan magneettisresistiiviseen MRAM-muistiin. Alun perin bittimuutos saatiin aikaan virran tuottaman magneettikentän ohjaamana.

Uudemmat MRAM-muistit perustuvat STT (spin-transfer torque) -tekniikkaan, jossa hyödynnetään elektronien spinejä ja varauksia magneettisen tunneliliitoksen tilan muuttamiseksi rakenteen läpi kulkevan tunnelointivirran avulla.

UCLA:n tutkijat ovat nyt onnistuneet ohjaamaan tilamuutosta jännitteen avulla mikä edelleen vähentää uudenlaisen MeRAM-muistin energiankäyttöä ja mahdollistaa jopa viisi kerta tiheämmän muistirakenteen.

Jänniteohjattu MeRAM-muistipiiri on 10 - 1000 kertaa energiatehokkaampi, joten se tuottaa vähemmän lämpöä. Valmistuksessa voidaan käyttää samanlaisia materiaaleja ja prosesseja kuin nykyisissä STT-MRAM:ssa ja niissä säilyy myös yhteensopivuus nykyisiin logiikkapiirien teknologiaan.

Edeltäjiensä tapaan MeRAM perustuu eristettyihin magneettisen materiaalin kerroksiin (MJT). Niistä toisen suuntatila on kiinteä ja toisen ohjattavissa, jolloin nanokokoisen kerrospaketin resistanssi muuttuu.

Nyt kehitetyt rakenteet on tehty sähkökentille herkiksi. Sähkökenttä tuottaa jännitteen kahden magneettisen kerroksen välille. Tämä jännite kerryttää tai kuluttaa elektroneja näiden kerroksien pinnalta, kirjoittaen informaatiobittejä muistiin.

Äskettäin muun muassa Everspin Technologies on esittelyt alan suurinta eli 64 megabittistä ST-MRAM-piiriä, joka on liitettävissä DDR3-muistiratkaisuihin.