IBM和Samsung实现了闪存杀手的突破性可穿戴设备,移动设备

2021-09-11 12:46:38来源:

IBM和开发合作伙伴三星宣布,他们开发了一种制造一种非易失性RAM的过程,该过程比NAND闪光快10万倍,从未磨损。

两家公司使用旋转转换扭矩(STT)技术合作开发下一代磁阻RAM(MRAM),这将导致低容量的存储器芯片,用于当前使用NAND Flash的Internet传感器,可穿戴设备和移动设备进行存储数据。

IBM和Samsung在IEEE Magnetics的一篇文章中发表了一篇论文,概述了首次将STT MRAM缩放到11纳米的首次缩放到11纳米,只使用10纳秒脉冲和仅为7.5微孔 - “显着成就”。

IBM.

与MRAM的10纳秒相比,NAND闪存平均需要一个毫秒,而是与MRAM的10纳秒相比,MRAM比NAND闪存的速度快10万次,并且在IBM Research的MRAM开发的高级经理Daniel Worledge表示,读数更快10倍。 ,在电子邮件回复Computerworld中。

“这很重要,因为与其他记忆技术相比,它现在落入了甜点,这一级别使得制造可行,”伍说。

“这可能永远不会通过面内磁化装置来完成 - 他们只是唐的”T刻度“,伍说,参考早期版本的自旋扭矩MRAM。“虽然需要做更多的研究,但这应该为行业提供所需的信心。现在是自旋扭矩MRAM的时间。“

旋转扭矩MRAM可用于超低功耗应用中的新型工作存储器。例如,它可以在IOT或移动设备中使用,当它在上面和存储信息时使用非常低的功率,并且当它不受主动使用时,它使用零功率,因为​​它不易挥发。

耶利说他不相信IBM的STT MRAM会尽快取代DRAM,但他说它很容易替换嵌入式闪光,因为MRAM更容易嵌入,速度更快,并且具有无限制的读写。

IBM.

自旋扭矩MRAM阵列的每个电池包含一个晶体管和一个隧道结。隧道结由北极始终指向的固定磁体,以及北极点上或向下的自由磁铁,当存储“0”或“1”

“如果您查看闪存,这是您在数码相机中使用的,它只能在磨损之前写入约10,000次。那很好的拍照,但如果你要把它用作工作记忆,那么它会在不到一秒钟内磨损,“耶和华说。

MRAM不会磨损,因为自旋扭矩技术使用微小电流将零点从零切换到一个,反之亦然。数据被存储为磁状态与电子电荷,提供非易失性存储器位,该存储器位不会受到与NAND闪存技术相关的磨损或数据保留问题。

与NAND Flash不同,在使用新数据重写之前,需要首先擦除旋转转矩MRAM技术晶体管,这也极大地简化了芯片设计并减少了开销。

与合作伙伴的IBM计划在短短三年内优化MRAM“的批量生产的工程参数。IBM拥有磁性材料和设备的专业知识,以及MRAM电路设计,将加速与其合作伙伴的产品的路径。

IBM一直致力于开发MRAM筹码20年。在最新的发展之前,公司无法缩小技术,足以使芯片在财务上可行的制造。

在一个新的博客中,IBM表示,“MRAM是一家理想的技术,可以是IOT传感器,移动设备和可穿戴电子设备,因为它提供更多的存储寿命和更长的电池寿命。此外,由于MRAM使用标准晶体管,并且紧凑而坚固,与闪存相比,它更容易嵌入在与逻辑和其他功能相同的芯片上。因此,许多半导体铸造厂正在考虑用嵌入式STT MRAM替换在28nm尺寸和下方的嵌入式闪光灯。“

IBM.

用MRAM和11nm结用电子显微镜拍摄的图像。隧道结由北极总始终指向的固定磁体,以及在存储“0”或“1”时北极指向或向下的自由磁铁。

在商业开发的各个阶段有新的记忆技术,准备将NAND闪存替换为非易失性存储介质 - 即使在电源关闭后,也仍然存在数据。

在开发的顶级候选中,是函馆,或电阻随机存取存储器(RERAM),相变存储器(PCM),铁电随机存取存储器(FERAM)和MRAM。根据Marketsandmarkets的一份报告,在新的记忆中,只有Feram和MRAM占“合理的市场份额,他们在市场上相当商业化”。

IBM并不孤单在其MRAM的发展中。

2011年,Hynix Semiconductor和东芝公司成立了MRAM开发伙伴关系。同年,三星收购了Grandis Inc.,米尔皮塔斯,加利福尼亚州米尔皮提,STT MRAM技术制造商。然而,当时,该技术对大规模生产的技术过于昂贵。随着芯片改变的改变,流程变得更加标准化。

4月份,半导体制造商Everspin Technologies宣布它是业界最致密的MRAM芯片的运输样本,可以取代标准DRAM进行写入缓存操作。该芯片具有高达1千兆位的容量,是公司的第三代MRAM,旨在替换在服务器和存储阵列上的持久性DRAM。

实质上,Everspin的MRAM可以充当存储阵列或服务器中的第一层存储,保护尚未存储在大容量存储设备上的数据,例如NAND闪存或硬盘。Everspin的MRAM使用40nm和28nm尺寸的晶体管与IBM的新的11nm细胞相比。

everspin.

Everspin“S 256Mbit ST-MRAM芯片。

最大的速度最大的市场之一,较低的功率和更长时间的非易失性存储器,如MRAM是IoT的IoT包括由计算机管理的网络通信启用的车辆,建筑物和传感器。例如,智能恒温器系统使用Wi-Fi进行远程监控,可以检测人们在某些房间内,并相应地调整温度以节省电力。

根据行业研究公司IDC的说法,仅在2013年的2013年达到9.1万亿美元至7.1万亿美元的价格,IOT市场预计将从1.9万美元增长至7.1万亿美元。

因为IOT系统通常使用电池供电或不断监控和通信,所以它们的功率仍然很低。

IBM和三星的MRAM SIPS POWER;它能够用只有7.5微安写一点数据,这允许IBM使用非常小的晶体管,从而实现非常密集的芯片。其写入错误率也非常低。对于写入的每十亿位(千兆位)写,误区不到一个错误说。

以前,可以使用100nm工艺技术产生诸如低错误率的唯一MRAM,但是,比IBM的晶体管大十倍。

“MRAM可以缩放到非常小的尺寸。基本构建块 - 磁隧道结 - 可以制成小于11纳米的大小,“伍说。“这意味着我们可以在未来制作非常密集,快速的MRAM芯片,可在IBM服务器中用作快速缓存内存。”

11纳米比人毛的直径小约10,000倍。

Worledge表示,当MRAM产品将到达市场时,他无法评论。“IBM的角色是研究和开发,以引领新产品的方式,我们的合作伙伴将生产,”他说。


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