Samsung sluit aan in race naar MRAM-technologie

Een van 's werelds meest bekende en grootste producent van geheugenchips, Samsung, gaat zich nu ook bezig houden met het ontwikkelen van MRAM. MRAM maakt gebruikt van magnetisme om bitjes op te slaan. Dit in tegenstelling tot DRAM dat gebruikt maakt van condensators of SRAM dat gebruikt maakt van flip-flops. Het nadeel van DRAM is de snelheid omdat de inhoud van de condensators na verloop van tijd verloren gaat en daarom regelmatig gerefresht moet worden. Daarnaast gaat de inhoud van de condensator ook verloren als je hem uitleest, dus elke leescyclus moet gevolgd worden door een schrijfcyclus die de gelezen waarde weer terug schrijft. Het nadeel van SRAM is de ruimte die door een flip-flop wordt ingenomen maar daar staat tegenover dat de waarde niet verloren gaat bij het uitlezen. Dit vertaald zich uiteraard in een hogere snelheid. Bij het lezen en schrijven van MRAM gaat de waarde van het met magnetisme opgeslagen bitje echter niet verloren en in theorie zou MRAM dus even snel moeten zijn als SRAM.

Een van de nadelen van MRAM is dat het moeilijk te fabriceren is. De oxydelaag die tussen twee laagjes ijzer in zit om de zogenaamde MTJ (Magnetic Tunnel Junction) op te bouwen waaruit de geheugencellen zijn opgebouwd mag namelijk niet in dikte variëren. Een variatie van meer dan 0,1 Angstroms kan er al voor zorgen dat de uitgelezen waarde enkele procenten afwijken. Hierdoor wordt de geheugencel onvoorspelbaar.

Samsung heeft hier een oplossing voor bedacht. Eerst wordt de weerstand van de MTJ omgezet in een voltage en opgeslagen in een condensator. Daarna wordt er een kant van de MTJ gemagnetiseerd en wordt de weerstand van de MTJ opnieuw uitgelezen en opgeslagen in een condensator. Als de waarde van de eerste condensator groter is als de waarde van de tweede condensator, dan was de opgeslagen waarde in de MTJ een '1' en anders was het een '0'. Helaas hangt er een nadeel aan deze techniek. Bij het magnetiseren van een kant van de MTJ gaat de oorspronkelijk waarde verloren. De MTJ cel zal dus opnieuw geprogrammeerd moeten worden na een leesactie.

Reacties (22)

[Verwijderd]

[qoute]De MTJ cel zal dus opnieuw geprogrammeerd moeten worden na een leesactie.
Wordt t dan niet weer trager als SRAM [/qoute]

ligt aan de reageer snelheid, als die 2x zo snel is is de totale snelheuid dus weer het zelfde als dram.

als die snelheid nog lager ligt net als bij yellowstone dan klrijg je dus geheugen wat zeer snel is.

yellowstone wordt gemeten in parsecs ipv nanosecs.
om het bij nanosec te houden
ook al zou je dan r/w moeten uitvoeren als een bewerking 1 mnonosec duurt dan

lezen van mram : read/write bewerking nodig 1 nanosec per bewerking = dan 2 nanosec

ddr lezen : alleen Read nodig = 4-7 sec nanosec.

[Verwijderd]

parsec

a unit of measure for interstellar space equal to the distance to an object having a parallax of one second or to 3.26 light-years

Een parsec is geen tijdseenheid, maar een afstandsmaat. Bedoel je niet picosec?

[silentsnow]

Een van de voordelen van MRAM is dat het non-volatile RAM is. Er is dus geen energie nodig om een "1" of een "0" in een geheugencel te bewaren. Dit in tegenstelling tot bijvoorbeeld DRAM waar je vele malen per seconde de "1" of "0" moet verversen wat energie kost.

In dit artikel gaat het om MTJ MRAM (Magnetic Tunnel Junctions Magnetic Random Access Memory . Dit is een van de soorten MRAM. Naast MTJ bestaat er ook AMR (Anisotropic Magneto-Resistance) MRAM en GMR (Giant Magneto-Resistance) MRAM. Deze twee andere vormen van MRAM vormden de eerste soorten MRAM. Hieruit is MTJ MRAM ontstaan.

Mijn begrip over MRAM is iets anders dan dat van Ralph Smeets, maar ik zal mijn best doen om het verhaal kloppend te maken. MTJ MRAM werkt met twee lagen magnetische strippen. Tussen deze twee lagen bevind zich een kruispunt zoals je op het plaatje kan zien. Dit kruispunt is meestal een oxide zoals aluminium oxide en chroom dioxide. De electrische lading van een van de lagen vloeit door het oxide naar een andere laag. Door het afwisselen van de richtingen van waar de electrische lading vandaan komt en heengaat kunnen andere weerstanden ontstaan. Deze worden uitgelezen en hieruit kan worden opgemaakt vanuit welke richting de electrische lading kwam en heengaat. Hieruit ontstaat een "1" of een "0." Zolang er geen electrische lading door het oxide kruispunt vloeit blijft deze in een bepaalde stand staan waardoor de bit onveranderd blijft.

Naast het voordeel dat MRAM non-volatile is, is het feit dat er minder stoom nodig is om MRAM te gebruiken ook een aanzienlijke verbetering ten opzichte van de huidige soorten RAM. Juist doordat MRAM non-volatile is, is er minder stroom nodig. MRAM gebruikt tijdens het lezen minder energie dan tijdens het schrijven. Dit komt omdat er tijdens het lezen niets veranderd hoeft te worden waar tijdens het schrijven de positie van het oxide kruispunt moet worden aangepast. Wellicht is het mogelijk dat de oxide kruispunten met een hogere frequencie kunnen worden gebruikt omdat er minder stroom nodig is. Een lager stroomgebruikt veroorzaakt immers minder storing voor de naastliggende oxide kruispunten.

[Verwijderd]

Great! Hopelijk wordt dit op grote schaal geproduceerd in de toekomst...
Groot voordeel van magnetisch geheugen is dat de inhoud ervan bewaard kan blijven zonder stroom te moeten hebben.
Wat dacht je van PC aanzetten en meteen in Windows / Linux / Whatever zitten zonder te moeten booten, alles blijft gewoon in het geheugen zitten.
Een grote stap voorwaarts als je het mij vraagt!

Greets,

Fendke

[tweakerbee]

Zoiets als STR (Suspend To RAM) dus?

Deze feature is op een heleboel borden aanwezig, en zorgt ervoor dat er een klein beetje spanning op de geheugenbanken blijft staan, zodat de inhoud niet verloren gaat. De PC kan dan inderdaad binnen drie seconden opgestart zijn.

edit:

Oh ja, die "Greetz ikbeneenwceend" e.d. mag je achterwege laten

[Verwijderd]

Dit in tegenstelling tot DRAM dat gebruikt maakt van condensators of SRAM dat gebruikt maakt van flip-flops

Er komt nu ook een nieuwe speler op de markt.

DOMO die maakt reepjes gebaseerd op de VLA-FLIP techniek ;-)

[AleXtc]

[typo] ; ingenome,n [/typo]

In dit geval is zijn middelvinger sneller dan zijn wijsvinger.....................

[Dope-E]

De MTJ cel zal dus opnieuw geprogrammeerd moeten worden na een leesactie.

Wordt t dan niet weer trager als SRAM

[marsattacks]

Misschien, maar MRAM is ook geschikt als snelle vervanger van FLASH chips. Doordat samsung met hun techniek het productieproces eenvoudiger maakt kunnen ze als eerste beginnen om de FLASH markt over te nemen.

[MacD]

Maar er zijn nog meer voordelen: denk aan de computer die gelijk te gebruiken is na het aan knopje in te drukken...geen secondenlange opstartijden, omdat alle informatie gewoon statisch nog in MRAM staat...sneller aan dan nu terugkomen van standby bijvoorbeeld.

[Verwijderd]

Helaas hangt er een nadeel aan deze techniek. Bij het magnetiseren van een kant van de MTJ gaat de oorspronkelijk waarde verloren. De MTJ cel zal dus opnieuw geprogrammeerd moeten worden na een leesactie.

VERSUS:

Het nadeel van DRAM is de snelheid omdat de inhoud van de condensators naar verloop van tijd verloren gaat en daarom regelmatig gerefresht moet worden. Daarnaast gaat de inhoud van de condensator ook verloren als je hem uitleest, dus elke leescyclus moet gevolgd worden door een schrijfcyclus die de gelezen waarde weer terug schrijft.

ben je dan weer niet terug bij af?

[Nimrod|IA]

De ruimte van een kb zal wel groter zijn als bestaande IC's. Je hebt meer componeneten als bij gewoon SDRAM.

[miw]

Een van de voordelen is dat je niet twee soorten geheugen IC's nodig hebt (flash en DRAM) in embedded apparatuur. Ook zijn MRAMs moeilijker met micro-probes uit te lezen, zodat ze ook interessant zijn voor het opslaan van gevoelige informatie. Jammer dat de geheugengrootte altijd een paar technologie generaties achterloopt.

[Verwijderd]

Wellicht een ander alternatief is Ovonyx geheugen. Dit werkt op basis van een reversibele kristallijn-amorfe fasenovergang. Kristallijn geleidt goed; amorf veel minder.

www.ovonyx.com

[Verwijderd]

- Een van de nadelen van MRAM is dat het moeilijk te fabriceren is... -

Oftewel, duur duur duur?