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关于芯片:MRAM与现行各类存储器的比较

MRAM 在读写方面能够实现高速化,这一点与动态随机存储器 (SRAM) 相似。因为磁体实质上是抗辐射的﹐MRAM 芯片自身还具备极高的可靠性,即 MRAM 自身能够免受软谬误之害。

MRAM 能够做到与动态随机存储器 (DRAM) 相似的高密度,而且还具备读取无破坏性、无需耗费能量来进行刷新等劣势,因为磁体没有漏电 (leakage) 之说。MRAM 与闪存(FLASH)同样是非易失性的,它还具备了写入和读取速度雷同的长处,并具备接受有限屡次读一写循环的能力。(在自在磁体层中来回切换的静止是电子的自旋, 而电子自身永远不会磨损)。

MRAM 另外一个吸引人的特色是,MRAM 单元能够不便地嵌入到逻辑电路芯片中,这只需在后端的金属化过程减少一两步须要光刻掩模板的工艺即可。另外因为 MRAM 单元能够齐全制作在芯片的金属层中,将 2~3 层单元叠放起来是能够实现的,这样就能够在逻辑电路上方结构规模极大的内存阵列。这样的可能性使咱们能够预见到将来无望呈现新型的、性能大大晋升的单芯片系统这一美好前景。

MRAM 与现行各类存储器的比拟

MRAM 技术目前还存在一些艰难,至多还没有一种实用化的、牢靠的形式来实现大容量的 MRAM。艰难之一是对自在层进行写入(使磁矩平行或反平行底层)时所需的功率过高,因而交叉点开关架构受到连带写入问题的困扰。尽管只有所选中的位单元会接受由同时沿着字线和位线流动的电流引起的强烈的激励磁场,但沿着其中任一根线上散布的所有其余的位单元也会接受一半的切换功率,因而它们被“半选中”。实践上“半选中”的磁场作用并未强到足以从新扭转这些单元对准方向的境地,因而这些位应该毫不受影响。

但因为 MRAM 单元要形成大规模的阵列,在那些为数众多的“半选中”的单元中某一个单元的自在层要呈现状态的随机翻转的几率还是很大的。起因就在于对写入线((字或位)线通电时,咱们同时升高了这条线(位于其上方或下方)上的每个单元的状态翻转的切换势垒。而这个势垒对 MRAM 阵列中的任一自在板在某个范畴内是随机的,也就是说它们没有独特的、固定的切换阈值。于是“半选中”的单元数量越多,其中某个单元的状态靠近本身阈值而呈现翻转的几率就越大。

要防止这个问题就须要对阵列的布局、内存单元的结构以及导线上的电流散布进行严格而一致性的管制﹐而这种管制通常是难以实现的,尤其是大的点阵更是如此。这种景象在电子学上称为串扰(Cross talk)。

为了实现高密度的 MRAM,缩短记忆位间的间距是必要的; 然而当记忆位间的间距缩短到肯定水平时,相邻的记忆位在执行写入动作的情景下相当容易互相烦扰。因为 MRAM 是利用磁场来写入数据,而杂散场 (stray filed) 会影响到邻近的位,故串扰问题是很难防止的。于是在实践中交叉点阵列间的尺寸长度不能超过肯定的限度,这样单位面积上的单元数 (密度) 受到限制。尽管以后的半导体集成电路早已冲破了这一尺寸极限值,但 MRAM 技术中如何冲破有待时日。

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