Инженеры Toshiba продвинулись в разработке нового типа памяти

   Компания Toshiba официально объявила о разработке прототипа элемента памяти типа STT-MRAM (Spin Transfer Torque Magnetoresistive Random Access Memory – магниторезистивная память с технологией переноса момента спина), позволяющего достичь наименьший из известных уровней энергопотребления. Это событие указывает на возможность улучшения энергоэффективности по сравнению с памятью типа SRAM, используемой в качестве кэш-памяти.

   Как и вся продукция на базе цифровых технологий, мобильные устройства, включая смартфоны и планшеты, используют быструю память для «снабжения» центрального процессора необходимыми данными и инструкциями. До последнего времени память типа SRAM находила применение в качестве кэш-памяти, однако улучшение технических характеристик SRAM в соответствии с прогрессом мобильных устройств выражается в повышении так называемого тока утечки как при работе, так и в режиме ожидания, что отрицательно сказывается на уровне энергопотребления.

   

   MRAM – память следующего поколения на базе магнитных материалов – разрабатывалась как альтернатива памяти SRAM благодаря наличию такого свойства, как энергонезависимость, позволяющего сократить ток утечки в режиме ожидания. Однако до настоящего времени MRAM уступала SRAM по уровню энергопотребления, что являлось серьёзным препятствием на пути к её практическому применению.

   Создание Toshiba нового элемента памяти отражает прогресс компании в области передовых разработок STT-MRAM, демонстрируя возможность преодоления существующего долгое время компромисса в принципах работы посредством повышения скоростных характеристик параллельно сокращению энергопотребления на 90%. Улучшенная структура базируется на технологии перпендикулярного намагничивания, способствуя переводу технологии производства элементов памяти ниже уровня миниатюризации техпроцесса в 30 нм. Внедрение нового дизайна схемы памяти, работающей по принципу "normally-off" (выключение при неиспользовании), когда отсутствуют пути для протекания электрических зарядов тока утечки, уменьшает последний до нуля в режиме работы и ожидания без использования специальных механизмов управления энергопитанием.    
   Toshiba подтвердила технические характеристики нового элемента памяти STT-MRAM на примере достоверного эмулятора процессора. В ходе эксперимента с памятью STT-MRAM, содержащей элемент в функции кэш-памяти, было зафиксировано сокращение энергопотребления на 2/3 стандартным мобильным чипсетом, выполняющим стандартные рабочие функции. Полученный результат подтверждает тот факт, что новый элемент MRAM-памяти обладает наименьшим из достигнутых уровней энергопотребления. Это, в свою очередь, чётко указывает на возможность создания первой MRAM с потенциалом к реализации преимуществ относительно SRAM в реальных условиях эксплуатации. В долгосрочной перспективе Toshiba планирует применение нового элемента памяти в функции кэш-памяти STT-MRAM для мобильных процессоров в составе смартфонов и планшетов, активизируя НИОКР в этом направлении. Работа инженеров Toshiba является результатом научных изысканий в рамках проекта Normally-off Computing при финансовой поддержке японского подразделения организации NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization).