טושיבה פיתחה טכנולוגיה חדשה ליישום זיכרונות MRAM

פורסם ב-ינואר 31, 2017

טושיבה התגברה על בעיית חוסר היציבות בתהליך הכתיבה של זכרונות מגנטיים (MRAM) והדגימה יכולת יישום זיכרון מטמון בנפח של עד 2 ג'גה-ביט. להערכתה, מדובר בטכנולוגיית הזיכרון החסכונית ביותר באנרגיה

Share via Whatsapp
מנהל הפרוייקט, מאסאשי סהשאי

חברת טושיבה (Toshiba) פיתחה טכנולוגיית כתיבה חדשה עבור זיכרונות מגנטיים בלתי נדיפים מסוג Magnetoresistance Random Access Memory. טכנולוגיות MRAM נחקרות מאז ראשית שנות ה-90, וטושיבה חוקרת אותה לפחות מאז 1996. להערכת חברת טושיבה, הטכנולוגיה יכולה לשמש מתחרה אטרקטיבית לרכיבי DRAM ו-Flash, לאור הקושי הגובר למזער את הטכנולוגיות הקיימות, לצד הדרישה הגוברת לרכיבים דלי-הספק עבור שוק מוצרי הצריכה וה-IoT.

כיצד פועל זיכרון מגנטי

המידע בזיכרון MRAM לא נישמר בצורת מטען חשמלי או זרם כמו בזיכרון מוליך-למחצה רגיל, אלא באמצעות מטען מגנטי. תא MRAM בסיסי בנוי משני לוחות של חומרים מתמגנטים המופרדים באמצעות מחיצה צרה של מוליך למחצה. כאשר המטענים המגנטיים בשני הלוחות הם בעלי כיוון משותף, הזרם העובר דרך הצומת ניתקל בהתנגדות חשמלית נמוכה. כאשר המטענים המגנטיים בעלי כיווניות הפוכה, הזרם ניתקל בהתנגדות גבוהה מאוד. פירוש הדבר שהמידע הדיגיטלי מיוצג באמצעות התנגדות חשמלית.

כתיבת המידע ברכיבי MRAM נעשית באמצעות היפוך הקוטב המגנטי של שכבת מתכת בתוך תא הזיכרון

ההסבר הפיסיקלי לתופעה נעוץ בכך שכיווניות המיגנוט משפיעה על ציר הסיבוב הפנימי של האלקטרון (תכונה הנקראת Spin). כאשר שני הלוחות הממוגנטים הם בעלי כיווניות הפוכה, אלקטרונים בעלי ספין מסויים מתקשים לעבור חומר שבו האלקטרונים מצויים בספין מנוגד, ולכן יש עלייה בהתנגדות הצומת למעבר זרם. לתכונה הזו השלכה נוספת: צריכת האנרגיה העיקרית של זיכרון MRAM היא בשלב הכתיבה בלבד, בעוד שבשלב הקריאה צריכת ההספק היא כמעט אפסית. לתכונה יתרון משמעותי, מכיוון שרוב המידע ברכיבי זיכרון נכתב מעט פעמים (לרוב פעם אחת בלבד), אולם נקרא פעמים רבות מאוד.

זיכרונות מטמון מגנטיים

בחודש שעבר הודיעה טושיבה שצוות פיתוח שלה שעבד ביחד עם המכון הלאומי היפני לטכנולוגיות מתקדמות (AIST) במימון הסוכנות הלאומית למדע וטכנולוגיה (JST) הצליח להתגבר על אחד מהמכשולים החשובים ביישום זיכרונות MRAM: שגיאות בכתיבת מידע עקב חוסר יציבות תרמית בתוך רכיב הזיכרון, באמצעות אות חשמלי בממתח הפוך המוזרק לצומת זמן קצר לפני ביצוע תהליך הכתיבה, ומיד לאחריו.

מנהל פרוייקט הפיתוח, מאסאשי סהשאי, אמר שלהערכתו מדובר בטכנולוגיית הזיכרון החסכונית ביותר באנרגיה הקיימת היום. "הדגמנו יכולת שימוש בטכנולוגיית הכתיבה החדשה ברכיבי זיכרון מטמון בנפח של 1Gbit-2Gbit. לתוצאות האלה יהיו השפעה גדולה על השימוש ברכיבי MRAM הנישלטים באמצעות מתח".

פורסם בקטגוריות: Memory , כללי