رکورد سرعت نوشتن حافظه‌‌ SST_MRAM با ظرفیت 128Mb شکسته شد

یک تیم ژاپنی توانستند رکورد سرعت نوشتن داده را در یک حافظه‌‌ی ۱۲۸ مگابیتی از نوع SST_MRAM به ۱۴ نانوثانیه برسانند.

یک تیم پژوهشی به‌‌رهبری پروفسور تتسو ایندو در دانشگاه توهوکو با موفقیت توانستند یک STT-MRAM (نوعی رم مغناطیس‌‌مقاوم) را با سرعت نوشتن ۱۴نانوثانیه تولید کنند که برای استفاده در حافظه‌‌های تعبیه‌شده مانند حافظه‌‌ی کش در اینترنت اشیا و هوش مصنوعی کاربرد خواهد داشت. این در حال حاضر سریع‌ترین سرعت نوشتن برای کاربرد حافظه‌‌ی تعبیه‌شده با ظرفیت بالای ۱۰۰ مگابیت است و دستاورد یادشده به‌‌زودی راه را برای تولید انبوه رم‌‌هایی با ظرفیت بالاتر هموار ‌خواهد کرد.

رم STT-MRAM قادر به انجام عملیات با سرعتی بالا و درعین‌حال مصرف توان بسیار پایین است. این نوع حافظه قادر است حتی درصورت خاموشی منبع تغذیه نیز داده‌ها را حفظ کند. به‌‌دلیل این ویژگی‌ها، پتانسیل آن را دارد که به‌‌عنوان تکنولوژی نسل بعدی برای کاربردهایی نظیر حافظه‌‌ی تعبیه‌شده و حافظه‌‌ی اصلی به‌‌کار رود. سه شرکت بزرگ از صنایع تولیدکننده‌‌ی نیمه‌هادی اعلام کرده‌اند که تولید انبوه این قطعات تا پایان سال ۲۰۱۸ آغاز خواهد شد.

از آنجا که حافظه یکی از اجزای حیاتی سیستم‌های رایانه‌‌ای، تجهیزات همراه و ذخیره‌‌سازی است، صحت عملکرد و قابلیت اطمینان آن از اهمیت زیادی در میان فناوری‌‌های انرژی سبز برخوردار است.

(a) تصویر مدل ماکت از STT-MRAM با ظرفیت ۱۲۸ مگابیت (b) نمودار سرعت نوشتن در رم براساس ولتاژ منبع تغذیه

ظرفیت کنونی STT-MRAM بین ۸ تا ۴۰ مگابیت است؛ اما برای اینکه بتوان به کاربری‌‌های عملی‌‌تری از این حافظه دست یافت، باید ظرفیت این حافظه‌‌ها را افزایش دهیم. تیم نام‌برده در مرکز سیستم‌های الکترونیکی یکپارچه (CIES) با یکپارچه‌‌سازی پیوند تونل مغناطیسی (MTJs) با CMOS ظرفیت این نوع رم را افزایش داده‌‌‌اند. این امر منجر به کاهش قابل‌توجهی در مصرف حافظه‌‌های تعبیه‌‌شده (نظیر حافظه‌‌ی نهان و حافظه‌‌ی eFlash) شده است.

فناوری پیوند تونل مغناطیسی از طریق مجموعه‌ای از فعالیت‌‌های توسعه‌‌ی فرآیند به ابعاد کوچک فعلی رسیده است. برای کاهش ابعاد حافظه موردنیاز در تکنولوژی STT-MRAM، پیوند‌‌های تونل مغناطیسی مستقیماً روی سوراخ‌های کوچکی (که اتصال رسانا را بین لایه‌های مختلف یک تجهیز نیمه‌هادی ممکن می‌سازند) ایجاد شده‌‌اند. با استفاده از این حافظه‌‌های ظریف‌‌تر، گروه پژوهشی توانستند یک STT-MRAM با ظرفیت ۱۲۸ مگابیت را طراحی و نهایتاً آن را روی یک تراشه مونتاژ کنند.

در تراشه­­‌ی مونتاژشده، پژوهشگران سرعت نوشتن داده را اندازه‌گیری کردند. در نتیجه این عملیات، سرعت نوشتن ۱۴ نانوثانیه‌‌ با منبع تغذیه‌‌ی کم‌‌مصرف ۱۲ولتی ثبت شد. این بالاترین سرعت در عملیات نوشتن یک تراشه­‌ی STT-MRAM با ظرفیت بیش از ۱۰۰ مگابیت در جهان بوده است.