Der MRAM-Speicher ( M agnetic R andom A ccess M emory ) ist ein magnetischer Speicher vom nichtflüchtigen Typ . In der Entwicklung seit den 1990er Jahren wurde diese Technologie bisher nie in großem Umfang kommerzialisiert, insbesondere aufgrund der Konkurrenz durch Flash- Speicher und DRAMs .
Wie bei anderen RAMs kann direkt auf die Daten in diesem Speicher zugegriffen werden.
Wie bei anderen nichtflüchtigen Speichern benötigen Daten keine Energie zum Speichern.
Die Zustandsänderung erfolgt durch Änderung des Spin der Elektronen (insbesondere durch Tunneleffekt ).
Diese Speichermethode hat folgende Vorteile:
MRAM wird oft betrachtet Als „ideal“ Speichern optimalen Kombination aus Geschwindigkeit, Durchsatz, Kapazität und Nicht-Flüchtigkeit, die möglicherweise führt Zu glauben , dass es über das Ende der bringen Speicherhierarchie .
Daten werden im Gegensatz zu anderen RAMs nicht als elektrische Ladung gespeichert , sondern in magnetischer Ausrichtung. Jede Zelle besteht aus zwei ferromagnetischen Schichten, die durch eine dünne Isolierschicht getrennt sind. Die erste Schicht ist ein Permanentmagnet, dessen Polarität fest ist; Die zweite hat eine Polarität, die geändert werden kann, wodurch eine Datenspeicherung ermöglicht wird. Diese Konfiguration, die das Phänomen des Tunnelmagnetowiderstands nutzt , ist der einfachste Weg, ein MRAM- Bit zu speichern .
Durch diese Speichermethode kann dieser Speicher im Vergleich zu anderen Speichern durch externe Elemente ( Strahlung , Magnetfelder , Temperatur usw.) schwach beeinflusst werden .
Die Informationen werden über die Messung des elektrischen Widerstands der Zellen gelesen . Jede Zelle ist einem Transistor zugeordnet ; Durch seine Stromversorgung fließt Strom durch die beiden ferromagnetischen Schichten, wodurch der Widerstand gemessen werden kann, eine Funktion der relativen magnetischen Ausrichtung der Schichten.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, in ein MRAM zu schreiben. In der einfachsten Konfiguration befindet sich jede Zelle zwischen zwei elektrischen Drähten, die rechtwinklig zueinander parallel zur Zelle angeordnet sind, einer darüber und der andere darunter. In der einfachsten Konfiguration "kreuzen" elektrische Drähte das Netzwerk von Zellen. Jedes wird dann von zwei Threads angesprochen. Wenn wir eine Potentialdifferenz zwischen ihnen anlegen , induzieren sie an ihrem Übergang ein Magnetfeld , das den Zustand der Elektronen ändert.
Die Induktion des Magnetfeldes erfordert einen starken Strom, was einer der Hauptnachteile der MRAM-Technologie ist, insbesondere für Systeme mit geringer Leistung. Ein weiterer Nachteil ist das Vorhandensein einer minimalen Zellgrößenbeschränkung. In der Tat kann das induzierte Magnetfeld die Elektronen der schlechten Zelle modifizieren, wenn sie zu nahe beieinander liegen.
Da die Produktion dieses Speichertyps erst in den Kinderschuhen steckt, ist die potenzielle Leistung des Speichers (insbesondere die zeitliche Dauer) noch wenig bekannt.
Die aktuellen Leistungen sind wie folgt:
Mehrere Elektronikunternehmen sind daran interessiert, darunter IBM , Infineon , Toshiba , Samsung , Nec , ST Microelectronics , Sony und NXP .
Es war das Unternehmen Freescale , das als erstes Unternehmen MRAM-Chips auf den Markt brachteJuli 2006mit Modellen von 4 Megabit (512 KiB ) für einen Preis von 25 Dollar. Diese Aktivität wurde anschließend an eine neue Firma namens Everspin ausgelagert .
Dieser Speicher ist hauptsächlich für Systeme vorgesehen, die unter extremen Bedingungen einen zuverlässigen Speicher benötigen. Es wird wahrscheinlich schrittweise in mobile Geräte wie Mobiltelefone oder persönliche Assistenten zur Speicherung des Anweisungscodes eingebettet . Dann werden wahrscheinlich lebendige Erinnerungen und Massenerinnerungen kommen .
In Frankreich wurde die MRAM-Technologie vom Spintec-Labor des CNRS und der Firma Crocus Technology in Grenoble gemeinsam entwickelt. Es basiert auf einer innovativen Programmiertechnik, die die Einschränkungen bei Stabilität und Größenreduzierung überwindet. Anstelle des herkömmlichen Stapels ferromagnetischer Schichten haben die Partner einen Speicherpunkt entwickelt, der eine ferromagnetische Schicht mit einer antiferromagnetischen Schicht kombiniert, die temperaturstabiler ist. Hinzu kommt eine selbstreferenzierte Speicherzellentechnik, die es ermöglicht, eine logische Vergleichsfunktion namens Match-In-Place direkt in die Speicherebene zu integrieren. Im Jahr 2011 kaufte Crocus Technology alle Patente von NXP rund um die MRAM-Technologie.
Im November 201320 amerikanische und japanische Unternehmen haben eine Allianz angekündigt, um die Entwicklung der MRAM-Technologie mit dem Ziel der Massenkommerzialisierung des Produkts im Jahr 2018 zu beschleunigen.