Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Bardziej pojemny MRAM

Recommended Posts

Japończycy z Narodowego Insytutu Zaawansowanych Nauk Przemysłowych i Technologii (AIST) opracowali nowy element do magnetorezystancji tunelowej (TMR). Tego typu podzespoły są niezbędne do zwiększenia pojemności pamięci magnetorezystywnych (MRAM). Szczegóły budowy nowego TMR poznamy podczas rozpoczętej właśnie 11th Joint MMM-Intermag Conference.

Element pozwoli na zwiększenie pojemności MRAM powyżej 10 gigabitów.

Jednym z głównych problemów, z jakim spotykają się naukowcy badający pamięci magnetorezystywne jest fakt,że wraz ze zmniejszaniem TMR prąd zapisujący dane wpływa destabilizująco na ich przechowywanie. Prowadzi on bowiem do zmiany kierunku namagnesowania wolnej warstwy TMR i, często, utraty danych. Można temu zaradzić zwiększając grubość wolnej warstwy, jednak wówczas konieczne jest przyłożenie większego napięcia podczas zapisu.

Japończycy rozwiązali problem wykorzystując wolną warstwę pokrytą laminatem. W ich propozycji warstwa niemagnetyczna (ruten) pokryta jest dwoma warstwami ferromagnetyka (CoFeB). Połączenie między warstwami ferromagnetyka można kontrolować zmieniając grubość warstwy rutenu tak, by upewnić się, że pola magnetyczne obu laminatów mają ten sam kierunek. Dzięki temu odporność na zakłócenia zwiększono pięciokrotnie, przy jedynie 80-procentowym wzroście natężenia prądu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Były wiceprezes ds. badawczych w Seagate Technology, profesor Mark Kryder z Carnegie Mellon Univeristy, założyciel Data Storage System Center oraz jego student Chang Soo Kim przeprowadzili studium nt. przyszłości technologii przechowywania danych. W jego ramach przebadali 13 nieulotnych technologii przechowywania informacji, które są postrzegane jako możliwi następcy dysków twardych (HDD). Obaj specjaliści przeanalizowali rynkowe szanse badanych technologii, prawdopodobieństwo z jakim mogą zastąpić HDD oraz przyszłą cenę terabajta pojemności do roku 2020.
      Najważniejszą konkluzją ich prac jest stwierdzenie, iż jest bardzo mało prawdopodobne, by jakiekolwiek urządzenia wykorzystujące pamięci nieulotne były w stanie w najbliższym dziesięcioleciu konkurować cenowo z HDD. Zdaniem naukowców "mapa drogowa" rozwoju technologii litograficznych (ITRS - International Technology Roadmap for Semiconductors) pokazuje, że w przyszłej dekadzie nie rozwiną się one na tyle, by zapewnić odpowiednio wysoką gęstość zapisu, co pozwoliłoby na obniżenie ceny technologii alternatywnych tak, by stały się one tańsze od HDD. Największe szanse na konkurowanie z obecnymi dyskami mają technologię pozwalające na zapisanie wielu bitów w pojedynczej komórce oraz takie, które korzystają z pamięci zmiennofazowych (PCRAM) i STT-RAM.
      W podsumowaniu swojej analizy, naukowcy stwierdzają: Przyjmując, że technologia HDD będzie rozwijała się w takim tempie, jak w przeszłości, w roku 2020 dwutalerzowy 2,5-calowy dysk twardy będzie w stanie przechowywać ponad 40 terabajtów danych, a jego cena wyniesie około 40 dolarów.
      Na długo przed rokiem 2020 technologia pamięci flash osiągnie granicę, poza którą nie będzie można jej skalować. Istnieje obecnie duże zainteresowanie technologiami pamięci nieulotnych, które zastąpią flash i w przyszłości być może i HDD. W dokumencie tym porównaliśmy trzynaście z nich.
      Uznając za najważniejszy czynnik gęstość zapisu oraz biorąc pod uwagę wydajność, najbardziej obiecujące wydają się technologie typu racetrack. Jednak zależą one od synchronicznego przemieszczania ścian domen w rejestrach, co już w przeszłości okazało się niepraktyczne i nadal jest dalekie od wdrożenia. Tym bardziej, że nad technologią tą nie pracuje odpowiednia liczba badaczy, którzy mogliby rozwiązać trapiące ją problemy. Obiecująco duże gęstości zapisu można uzyskać w pamięciach korzystających z próbników, tym bardziej, że produkcja ich głowic nie jest mocno ograniczana przez rozwój technologii litograficznych. Z drugiej jednak strony, ich wydajność jest niższa niż wydajność innych technologii i, podobnie jak w pamięciach racetrack, są one dalekie od praktycznego zastosowania. Również nad nimi pracuje mało specjalistów.
      Pamięci holograficzne mogą potencjalnie mieć wysoką gęstość przy niskich kosztach, jednak jak dotąd sprawdzają się tylko w zastosowaniach polegających na jednorazowym zapisie nośnika, a to zupełnie inny rynek.
      Układy MRAM i FRAM należą do najdroższych, a ich koszt jest podobny do kości DRAM, dlatego też nie zastąpią układów flash czy dysków twardych.
      Pamięci polimerowe, molekularne i SEM (Single Electron Memory) charakteryzują się niską gęstością zapisu i krótkimi czasami przechowywania danych, co czyni je nieprzydatnymi w rozważanych zastosowaniach.
      Z kolei kości typu NRAM wydają się być dobrymi kandydatami, jednak ich prognozowana gęstość, a co za tym idzie i koszt, nie są wystarczająco konkurencyjne.
      Produkty takie jak RRAM, CBRAM, STTRAM i PCRAM mają małe komórki i potencjalnie nadają się do przechowywania wielu bitów w pojedynczej komórce, dzięki czemu mogą w przyszłości konkurować z dyskami twardymi Wśród nich PCRAM są najbardziej dojrzałe i już trafiły na rynek, a STTRAM wydają się oferować najlepszą wydajność.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Firma Freescale, duży producent półprzewodników, bardzo wierzy w rozwój pamięci magnetorezystywnych (MRAM). Jej wiara jest na tyle silna, że przedsiębiorstwo ogłosiło, iż powoła do życia osobną firmę zajmującą się tylko i wyłącznie badaniem nad MRAM-em.
      Do nowo powstałego przedsiębiorstwa o nazwie EverSpin, zostanie przekazana cała technologia i własność intelektualna dotycząca MRAM, która obecnie należy do Freescale'a. Ponadto fundusz inwestycyjny Lux Capital przekaże jej 20 milionów dolarów na rozwój.
      Pamięci MRAM (ang. Magnetoresistive Random Access Memory) odznaczają się cechami, które mogą istotnie odmienić sposób, w jaki korzystamy z komputerów oraz wszelkich urządzeń cyfrowych. W obecnej postaci można już nimi bezpośrednio zastąpić pamięci statyczne (ang. Static RAM), odznaczające się sporą prędkością pracy, ale też dużym zużyciem mocy oraz stosunkowo niewielką pojemnością. Zaletą MRAM-ów jest nie tylko duża prędkość działania, ale też o połowę mniejsze zapotrzebowanie na energię elektryczną, a co najważniejsze – możliwość przechowywania informacji po wyłączeniu zasilania. Ich zastosowanie w komputerze pozwoliłoby na natychmiastowe przejście systemu do stanu hibernacji oraz powrót z niego. Wystarczy, że urządzenie po prostu wyłączymy lub włączymy niczym żarówkę. Podobne możliwości co MRAM-y oferują popularne pamięci flash, ale te pierwsze górują nad konkurentami nieograniczoną żywotnością oraz zdecydowanie większą prędkością działania.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Japoński NEC informuje o opracowaniu najszybszych do tej pory układów pamięci MRAM (ang. Magnetoresistive Random Access Memory). Kości tego typu odznaczają się cechami, które mogą istotnie odmienić sposób, w jaki korzystamy z komputerów oraz wszelkich urządzeń cyfrowych. W obecnej postaci można już nimi bezpośrednio zastąpić pamięci statyczne (ang. Static RAM), odznaczające się sporą prędkością pracy, ale też dużym zużyciem mocy oraz stosunkowo niewielką pojemnością. Zaletą MRAM-ów jest nie tylko duża prędkość działania, ale też o połowę mniejsze zapotrzebowanie na energię elektryczną, a co najważniejsze – możliwość przechowywania informacji po wyłączeniu zasilania. Ich zastosowanie w komputerze pozwoliłoby na natychmiastowe przejście systemu do stanu hibernacji oraz powrót z niego. Wystarczy, że urządzenie po prostu wyłączymy lub włączymy niczym żarówkę. Podobne możliwości co MRAM-y oferują popularne pamięci flash, ale te pierwsze górują nad konkurentami nieograniczoną żywotnością oraz zdecydowanie większą prędkością działania. Najnowsze kości Japończyków mogą pracować z częstotliwością 250 MHz, czyli dwukrotnie szybciej niż poprzednie układy tego typu. Jedynym słabym punktem nowych pamięci jest ich pojemność, obecnie wynosząca jedynie megabit.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Hitachi poinformowało o wyprodukowaniu najmniejszej w historii głowicy odczytująco-zapisującej dla dysków twardych. Umożliwi ona skonstruowanie około roku 2011 dysków twardych o pojemności 4 terabajtów. Dyski dla notebooków będą mogły dzięki niej zapisać 1 TB danych.
      Głowica CPP-GMR ma trafić na rynek już w 2009 lub 2010 roku. Jej zastosowanie oznacza konieczność wprowadzenia zmian w samej strukturze dysku twardego. Obecnie talerze dysków zbudowane są z dwóch warstw magnetycznych przedzielonych izolatorem. Używane we współczesnych dyskach twardych głowice TMR (Tunelling MagnetResistance – magnetoopór tunelowy) wykorzystują tunelowanie elektronów przez warstwę izolatora. Dzięki precyzyjnemu kontrolowaniu tego zjawiska, można odczytywać dane w postaci 0 i 1.
      W miarę jednak jak zwiększana jest gęstość zapisu na dysku (a więc zmniejszana pojedyncza komórka z danymi), zmniejszeniu powinny ulegać też głowice TMR. Im są one mniejsze, tym większy jest opór i związane z tym zakłócenia sygnału. Obecnie specjaliści oceniają, że przy zwiększeniu gęstości zapisu do 500 gigabitów na cal kwadratowy głowice TMR staną się bezużyteczne z powodu olbrzymich zakłóceń w odczycie. Obecnie osiągnięto już gęstość zapisu rzędu 200 Gb na cal kwadratowy.
      W technologii CPP-GMR izolator został wyeliminowany i zastąpiony przewodnikiem (miedzią). Sygnał elektryczny nie biegnie w nim równolegle, lecz prostopadle. Dzięki takiej budowie udało się zmniejszyć opór, a co za tym idzie, możliwe będzie dalsze zmniejszanie głowic.
      O tym, jak ważne jest przejście z głowic TMR na CPP-GMR niech świadczy fakt, że obecnie głowice TMR są w stanie odczytać dane z komórek znajdujących się od siebie w odległości 70 nanometrów. CPP-GMR już w tej chiwili mogą czytać dane z komórek odległych o 30-50 nanometrów (to 2000 razy mniej, niż grubość ludzkiego włosa). Ocenia się, że odległość między ścieżkami dysku spadnie do 50 nanometrów już w 2009 roku, a w 2011 pojawią się 30-nanometrowe odległości między nimi.
      Przed kilkoma dniami Albert Fert (Francja) i Peter Grünberg (Niemcy) otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za odkrycie w 1988 roku zjawiska gigantycznego magnetooporu (GMR). To ono umożliwiło dalsze udoskonalanie dysków twardych i przyczyniło się do narodzin spintroniki.

    • By KopalniaWiedzy.pl
      IBM i TDK wspólnie pracują nad nowym rodzajem pamięci nieulotnej o nazwie spin torque transfer RAM (STT-RAM). Jednocześnie IBM przyznał, że nie widzi przyszłości przed technologią MRAM, nad którą dotychczas pracował.
      W układach STT-RAM prąd elektryczny przykładany jest do magnesu i zmienia kierunek pola magnetycznego. To z kolei decyduje o zmianie oporności, a różne poziomy oporności są interpretowane jako 1 lub 0.
      IBM i TDK obiecują, że w ciągu najbliższych 4 lat stworzą prototypowy układ STT-RAM wykonany w technologii 65 nanometrów.
      Nad pamięciami STT-RAM pracuje też firma Grandis, która chce zacząć ich sprzedaż już pod koniec przyszłego roku.
      IBM pracował dotychczas nad pamięciami magnetorezystywnymi (MRAM) jednak okazało się, że wyprodukowanie tego typu układów w technologiach posługujących się wielkościami bramki mniejszymi niż 65 nanometrów jest bardzo trudne. Błękitny Gigant nie zaoferował się na rynku układów MRAM, a firma Freescale Semiconductor, która ma w swojej ofercie kości MRAM nie sądzi, by technologia ta przetrwała długo.
      Obecnie prace nad pamięciami RAM przyszłej generacji idą więc w dwóch kierunkach. Jeden to STT-RAM, a drugi to układy zmiennofazowe.
      Ta druga technologia polega na podgrzewaniu do kilkuset stopni Celsjusza poszczególnych komórek pamięci. Materiał, z których są one zbudowane, zmienia wówczas swoją strukturę z krystalicznej na amorficzną. Struktura krystaliczna jest interpretowana jako 1, a amorficzna jako 0.
      Obie technologie, STT-RAM i pamięci zmiennofazowe, mają swoje plusy. STT-RAM pracują szybciej, a zmiennofazowe są bardziej gęste, pozwalają więc zapisać więcej informacji.
      Zaawansowane prace nad pamięciami zmiennofazowymi prowadzą Intel i STMicroelectronics, które powołały do życia firmę Numonyx. Z nieoficjalnych informacji wynika, że pierwsze układy zmiennofazowe mają wkrótce trafić na rynek.
×
×
  • Create New...