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DRAM最佳候补——自旋注入式MRAM步入实用阶段

2012-12-14 08:49
天堂的苦涩
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  断电时,DRAM缓存在将数据转移至NAND闪存期间必须确保电源,因此需要与超级电容器组合使用。而使用非易失性存储器的话则无需超级电容器,可以降低系统成本。

  被视为缓存用新型非易失性存储器最有力候补的就是MRAM。因为MRAM不但工作速度快,对擦写次数也没有实际限制,具备适合缓存用途的特点。2012年5月,巴法络存储器(Buffalo Memory)开始样品供货配备MRAM缓存的工业SSD。预计2013年美国STEC公司也将推迟配备MRAM缓存的SSD。

  有望应用于90nm以后的微细化

  MRAM是Everspin公司2006年率先在业界量产的存储器注1)。此前主要用来取代工业设备使用的具备SRAM接口的电池后备式SRAM。而此次开始样品供货的,是有望实现原MRAM难以实现的Gbit级大容量的新方式。

  注1) 最初量产时,Everspin还是隶属于美国飞思卡尔半导体公司的一个部门。

  以往的MRAM通过为数据写入线通电,利用其周围产生的磁场使记忆元件的磁化方向反转来擦写数据(图2)。该方式的存储单元面积容易增大,而且存在越是微细化磁化反转所需的电流越大的缺点。因此,难以用于90nm工艺以后的微细化。Everspin公司正在量产的原MRAM的最大容量为16Mbit,技术工艺也停留在了130nm。

▲ 图2:存储单元容易实现微细化

  ST-MRAM不利用磁场,而是通过流经记忆元件的电流擦写数据。因此,不但容易简化存储单元的构造,记忆元件越微细化,越能削减写入电流。(图由《日经电子》根据Everspin公司的资料制作)

  采用STT方式的ST-MRAM将彻底改变这种情况。因为可以通过流经记忆元件的电流擦写数据。通过经由隧道氧化膜从一侧的电极流向另一侧电极的电子自旋扭矩作用来反转电极的磁化方向。

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