[新聞] IBM的STT-MRAM技術已經接近突破點，離成功不遠了
IBM的STT-MRAM技術已經接近突破點，離成功不遠了
http://bit.ly/3c6STC8
磁阻式RAM（MRAM）是針對廣泛的商業可用性之中的幾種新型的非揮發性記憶體(NVM)技術
之一，但是要將MRAM設計到晶片和系統中，並不像其他類型的記憶體那麼簡單。簡單來說
，MRAM必須針對其預期目的進行相關調整。
由於，關鍵的磁性穿隧結（MTJ）設計和周圍電路，都會對器件特性產生影響，因此，設
計人員必須先在想進入的目標市場上，針對讀寫速度、數據保留和耐用性的需求上找到一
個平衡點，然後做出最佳的設計。
IBM正在開發一種稱為“STT-MRAM（Spin-Transfer-Torque MRAM）”的技術。目前來說，
IBM認為STT-MRAM可以針對四個不同的應用領域發展，不過，其中最困難的領域尚未實現
。
第一個應用領域是最容易實現的獨立記憶體領域。
其可以替代需要電池供電的SRAM和DRAM以及當成硬碟的緩衝記憶體，不過，這屬於利基應
用。未來如果能夠全面取代DRAM，才是重點。
第一個應用，是進入嵌入式記憶體領域，用於系統單晶片之上（SoC）。
在這一市場，MRAM可以取代了嵌入式NOR快閃記憶體，主要用於代碼儲存。但是MRAM永遠
不會取代NAND快閃記憶體的地位。主要挑戰是與CMOS進行整合之成本。三星已經在該市場
上製造了28奈米絕緣體上矽（SOI）生產線上的STT-MRAM。
另外兩個應用領域都是以取代SRAM為目標，但是方式不同。
第一個用於可能依靠電池運行的小型可攜式裝置，例如：物聯網（IoT）、穿戴式裝置等
。其好處是採用MRAM的功耗低，且搭配更簡單的單一記憶體系統。
最終的應用領域，目前尚未實現，主要是希望能夠生產出大量廉價的非揮發性MRAM代替最
後一級用於高性能運算與人工智慧之緩衝記憶體，這將是商機最大的一塊。IBM認為要實
現這一夢想，可能還需要幾年的時間，因此IBM將達到這一目標當成該產品的『聖杯』。
到目前為止，Everspin Technologies已生產出STT-MRAM並進入高階超信賴緩衝記憶體市
場領域。至於IBM的FlashCore模組，亦是使用STT-MRAM技術，但是其卻瞄準最後一級的高
階緩衝記憶體市場。為了達到這一市場標準，IBM必須將讀寫時間從30-70ns縮短至2ns。
而且，STT-MRAM的耐用性需要從目前的1010次寫入提高到幾乎無限的數據保留。
IBM Research於2020年已經解決了四個挑戰，分別是
切換狀態所需的時間必須在2-3ns範圍內。
切換必須可靠，寫入錯誤率應低至1e-9。
開關電壓分佈必須在狹窄的範圍內，以實現一致的操作。
必須在5或7奈米的微處理器中，可以進行製造流程。
現今只有一個問題尚未解決，那就是切換狀態所需的電流必須減少約50%。一旦達成，將
對STT-MRAM來說，是一項新革命的開始。
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 203.145.192.245 (臺灣)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Tech_Job/M.1616404097.A.8D3.html
推
03/23 16:59,
3年前
, 1F
03/23 16:59, 1F