MRAM жады: Магниттік домендерде дерек сақталатын, ұшпайтын жад түрі. Flash және DRAM-нан артықшылықтары бар, бірақ қазіргі уақытта нарықта шектеулі қолданылады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Компьютерлік жад түрі
Type of computer memory
Магниттік резистивті кездейсоқ сүйемелдеу жады (MRAM) – магниттік домендерде деректерді сақтайтын, ұшпайтын кездейсоқ сүйемелдеу жадының түрі. 1980 жылдардың ортасында жасалған, оның жақтастары магниттік резистивті жад бәсекелес технологияларды асып, басым немесе тіпті әмбебап жадқа айналады деп санайды. Қазіргі уақытта қолданылып жүрген флэш-жад және DRAM сияқты жад технологияларының практикалық артықшылықтары MRAM-ды нарықтағы белгілі бір салалық рөлде ұстап тұр.
Magnetoresistive random access memory (MRAM) is a type of non volatile random access memory which stores data in magnetic domains. Developed in the mid 1980s, proponents have argued that magnetoresistive RAM will eventually surpass competing technologies to become a dominant or even universal memory. Currently, memory technologies in use such as flash RAM and DRAM have practical advantages that have so far kept MRAM in a niche role in the market.
Сипаттама
Дәстүрлі RAM чиптерінен өзгеше, MRAM деректерін электр заряды немесе ток ағыны арқылы емес, магниттік сақтау элементтері арқылы сақтайды. Бұл элементтер екі ферромагниттік пластинадан тұрады, олардың әрқайсысы магниттелуді сақтай алады және жұқа оқшаулағыш қабатпен бөлінеді. Екі пластинаның бірі белгілі бір полярлыққа орнатылған тұрақты магнит, ал екінші пластинаның магниттелуін жадты сақтау үшін сыртқы өрістің магниттелуіне сәйкес өзгертуге болады. Бұл конфигурация магниттік туннельдік қосылыс (MTJ) деп аталады және MRAM биті үшін ең қарапайым құрылым болып табылады. Жад құрылғысы мұндай "жасушалардан" құралған. Оқудың ең қарапайым әдісі жасушаның электрлік кедергісін өлшеу болып табылады. Белгілі бір жасуша (әдетте) жасуша арқылы жерге қосылатын желіден токты қосатын транзисторды қосу арқылы таңдалады. Туннельдік магниторезистенс салдарынан жасушаның электрлік кедергісі екі пластинадағы магниттелудің салыстырмалы бағытына байланысты өзгереді. Нәтижесінде пайда болған токты өлшеу арқылы кез келген жасушаның ішіндегі кедергіні және осыдан жазылатын пластинаның магниттелу полярлығын анықтауға болады. Әдетте, егер екі пластинаның магниттелуі бірдей болса (төмен кедергі күйі), бұл "1" дегенді білдіреді, ал егер бағыты қарама-қарсы болса, кедергі жоғары болады (жоғары кедергі күйі) және бұл "0" дегенді білдіреді. Жасушаларға мәліметтерді жазу үшін әртүрлі тәсілдер қолданылады. Ең қарапайым "классикалық" дизайнда әр жасуша жасушамен қатар, бірін жоғары, бірін төмен орналастырылған, бір-біріне тік бұрышта орналасқан екі жазу сызымының арасында орналасқан. Олардан ток өткен кезде, қосылыста индукцияланған магниттік өріс пайда болады, оны жазылатын пластина қабылдайды. Бұл жұмыс принципі 1960 жылдары кеңінен қолданылған магниттік өзектік жадқа ұқсас. Дегенмен, процестегі және материалдық өзгерістерге байланысты жад жасушаларының массиві σ ауытқуымен ауытқу өрістерінің таралуына ие. Сондықтан, үлкен массивтегі барлық биттерді бірдей токпен бағдарламалау үшін қолданылатын өріс орташа "таңдалған" ауысу өрісінен 6σ-дан артық болуы керек. Сонымен қатар, қолданылатын өріс шекті мәннен төмен болуы тиіс. Осылайша, бұл "дәстүрлі" MRAM осы екі таралуды жақсы бөліп ұстауы керек. Нәтижесінде, бағдарламалау өрістері үшін тар жұмыс терезесі бар және тек осы терезенің ішінде ғана барлық биттерді қателерсіз немесе бұзусыз бағдарламалауға болады. 2005 жылы бұл мәселені шешу үшін синтетикалық антиферромагниттің (SAF) еркін қабатының ерекше қасиеттерін пайдаланатын "Савченко ауысуы" қолданылды. SAF қабаты екі ферромагниттік қабаттан тұрады, олар магниттік емес аралық қабатпен бөлінеді. Әрбір қабатында Hk белгілі бір анизотропиясы бар синтетикалық антиферромагнит үшін Hsw деген сыни спин флоп өрісі бар, онда екі қарама-қарсы қабаттың магниттелуі қолданылған H өрісіне перпендикуляр болып бұрылады (флоп), әр қабат H бағытында сәл қисайды. Сондықтан, егер тек бір желілік ток қолданылса (жартылай таңдалған биттер), 45° өріс бұрышы күйін өзгерте алмайды. Ауысудан төмен, ең жоғары өрістерге дейін ешқандай бұзушылықтар болмайды. Алайда, бұл тәсіл өріс тудыру үшін әлі де айтарлықтай көп ток қажет етеді, бұл оны төмен қуатты қолдану үшін аз қызықты етеді, бұл MRAM-ның негізгі кемшіліктерінің бірі. Сонымен қатар, құрылғының өлшемі кішірейген сайын, индукцияланған өріс кішкентай аумақта көршілес жасушаларға жабысып, жалған жазуларға әкелуі мүмкін. Бұл мәселе, жартылай таңдау (немесе жазуды бұзу) мәселесі, осы жасуша түрі үшін өте үлкен минималды өлшемді белгілейді. Бұл мәселені шешудің бір тәжірибелік жолы - гигант магниторезистивті эффектті пайдалана отырып жазылған және оқылған дөңгелек домендерді пайдалану болды, бірақ бұл зерттеу бағыты енді белсенді емес сияқты. Жаңа техника, спиндік айналу моменті (STT) немесе спиндік айналу коммутациясы, домендерді тікелей бұру үшін спиндік сәйкестендірілген ("поляризацияланған") электрондарды қолданады. Атап айтқанда, егер қабатқа ағып келетін электрондар спинін өзгертуі керек болса, бұл жақын қабатқа берілетін айналу моментін тудырады. Бұл жасушаларды жазу үшін қажетті ток мөлшерін төмендетеді, оны оқу процесімен шамалас етеді. "Классикалық" типтегі MRAM жасушаларының жоғары тығыздықта жазу кезінде қажетті ток мөлшеріне байланысты қиындыққа тап болуы мүмкін деген алаңдаушылықтар бар, бұл STT болдырмайтын проблема. Осы себепті STT жақтастары бұл техниканы 65 нм және одан кіші құрылғылар үшін қолдануды күтеді. Кері жағы - спиндік когеренттілікті сақтау қажеттігі. Жалпы, STT дәстүрлі немесе ауысу MRAM-нан әлдеқайда аз жазу тогын қажет етеді. Бұл салаға жасалған зерттеулер STT тогын жаңа композиттік құрылымды пайдалану арқылы 50 есеге дейін төмендетуге болатынын көрсетеді. Алайда, жоғары жылдамдықпен жұмыс істеу үшін әлі де жоғары ток қажет. Басқа да мүмкін конфигурацияларға "тік көліктік MRAM" (VMRAM) кіреді, ол магниттік бағытты өзгерту үшін тік баған арқылы ток қолданады, бұл геометриялық орналасқандықтан жазуды бұзу мәселесін азайтады және осылайша жоғары тығыздықта қолдануға болады. Шолу мақаласы MRAM-ның перпендикуляр геометриясындағы материалдар мен қиындықтар туралы толық мәліметтер береді. Авторлар жазу тогы, биттердің тұрақтылығы, оқылуы, оқу/жазу жылдамдығы және CMOS-пен процестік интеграция сияқты бес түрлі талаптардың қақтығысын көрсететін "Пенталемма" деген жаңа терминды сипаттайды. Материалдарды таңдау және осы талаптарды орындау үшін MRAM дизайны талқыланады.
Unlike conventional RAM chip technologies, data in MRAM is not stored as electric charge or current flows, but by magnetic storage elements. The elements are formed from two ferromagnetic plates, each of which can hold a magnetization, separated by a thin insulating layer. One of the two plates is a permanent magnet set to a particular polarity; the other plate's magnetization can be changed to match that of an external field to store memory. This configuration is known as a magnetic tunnel junction (MTJ) and is the simplest structure for an MRAM bit. A memory device is built from a grid of such "cells". The simplest method of reading is accomplished by measuring the electrical resistance of the cell. A particular cell is (typically) selected by powering an associated transistor that switches current from a supply line through the cell to ground. Because of tunnel magnetoresistance, the electrical resistance of the cell changes with the relative orientation of the magnetization in the two plates. By measuring the resulting current, the resistance inside any particular cell can be determined, and from this the magnetization polarity of the writable plate. Typically if the two plates have the same magnetization alignment (low resistance state) this is considered to mean "1", while if the alignment is antiparallel the resistance will be higher (high resistance state) and this means "0". Data is written to the cells using a variety of means. In the simplest "classic" design, each cell lies between a pair of write lines arranged at right angles to each other, parallel to the cell, one above and one below the cell. When current is passed through them, an induced magnetic field is created at the junction, which the writable plate picks up. This pattern of operation is similar to magnetic core memory, a system commonly used in the 1960s. However, due to process and material variations, an array of memory cells has a distribution of switching fields with a deviation σ. Therefore, to program all the bits in a large array with the same current, the applied field needs to be larger than the mean "selected" switching field by greater than 6σ. In addition,the applied field must be kept below a maximum value. Thus, this "conventional" MRAM must keep these two distributions well separated. As a result, there is a narrow operating window for programming fields; and only inside this window, can all the bits be programmed without errors or disturbs. In 2005, a "Savtchenko switching" relying on the unique behavior of a synthetic antiferromagnet (SAF) free layer is applied to solve this problem. The SAF layer is formed from two ferromagnetic layers separated by a nonmagnetic coupling spacer layer. For a synthetic antiferromagnet having some net anisotropy Hk in each layer, there exists a critical spin flop field Hsw at which the two antiparallel layer magnetizations will rotate (flop) to be orthogonal to the applied field H with each layer scissoring slightly in the direction of H. Therefore, if only a single line current is applied (half selected bits), the 45° field angle cannot switch the state. Below the toggling transition, there are no disturbs all the way up to the highest fields. This approach still requires a fairly substantial current to generate the field, however, which makes it less interesting for low power uses, one of MRAM's primary disadvantages. Additionally, as the device is scaled down in size, there comes a time when the induced field overlaps adjacent cells over a small area, leading to potential false writes. This problem, the half select (or write disturb) problem, appears to set a fairly large minimal size for this type of cell. One experimental solution to this problem was to use circular domains written and read using the giant magnetoresistive effect, but it appears that this line of research is no longer active. A newer technique, spin transfer torque (STT) or spin transfer switching, uses spin aligned ("polarized") electrons to directly torque the domains. Specifically, if the electrons flowing into a layer have to change their spin, this will develop a torque that will be transferred to the nearby layer. This lowers the amount of current needed to write the cells, making it about the same as the read process. There are concerns that the "classic" type of MRAM cell will have difficulty at high densities because of the amount of current needed during writes, a problem that STT avoids. For this reason, the STT proponents expect the technique to be used for devices of 65 nm and smaller. The downside is the need to maintain the spin coherence. Overall, the STT requires much less write current than conventional or toggle MRAM. Research in this field indicates that STT current can be reduced up to 50 times by using a new composite structure. However, higher speed operation still requires higher current. Other potential arrangements include "vertical transport MRAM" (VMRAM), which uses current through a vertical column to change magnetic orientation, a geometric arrangement that reduces the write disturb problem and so can be used at higher density. A review article provides the details of materials and challenges associated with MRAM in the perpendicular geometry. The authors describe a new term called "Pentalemma", which represents a conflict in five different requirements such as write current, stability of the bits, readability, read/write speed and the process integration with CMOS. The selection of materials and the design of MRAM to fulfill those requirements are discussed.
Тығыздығы
Жад жүйесінің құнын анықтайтын басты фактор – оны құрайтын компоненттердің тығыздығы. Компоненттердің кішірек болуы және олардың азаюы бір чипке көбірек "жасушалар" орналастырылуына мүмкіндік береді, нәтижесінде бір кремний пластинадан бір мезгілде көбірек өнім алуға болады. Бұл өнімділікті арттырады, ал өнімділік тікелей құнға байланысты. DRAM жад элементі ретінде кішкентай конденсаторды, оған ток жеткізуге және одан алуға арналған сымдарды, сондай-ақ оны басқаруға қажет транзисторды пайдаланады, бұл "1T1C" жасушасы деп аталады. Осының арқасында DRAM қазіргі таңдағы ең жоғары тығыздыққа ие RAM болып табылады, демек ең арзан, сондықтан компьютерлерде қолданылатын RAM-ның басым бөлігі осыдан жасалған. MRAM құрамы жағынан DRAM-ға ұқсас, және көбінесе жазу операциясы үшін транзистор қажет (бірақ міндетті емес). Транзисторларды жоғары тығыздыққа дейін кішірейту сөзсіз қолданылатын токтың азаюына алып келеді, бұл MRAM-ның жаңа буындағы өнімділігін шектеуі мүмкін.
The main determinant of a memory system's cost is the density of the components used to make it up. Smaller components, and fewer of them, mean that more "cells" can be packed onto a single chip, which in turn means more can be produced at once from a single silicon wafer. This improves yield, which is directly related to cost. DRAM uses a small capacitor as a memory element, wires to carry current to and from it, and a transistor to control it – referred to as a "1T1C" cell. This makes DRAM the highest density RAM currently available, and thus the least expensive, which is why it is used for the majority of RAM found in computers. MRAM is physically similar to DRAM in makeup, and often does require a transistor for the write operation (though not strictly necessary). The scaling of transistors to higher density necessarily leads to lower available current, which could limit MRAM performance at advanced nodes.
Электр қуатын тұтыну
DRAM-да қолданылатын конденсаторлар уақыт өте келе зарядтарын жоғалтады, сондықтан DRAM-ды пайдаланатын жад жиынтықтары өздерінің микросхемаларындағы барлық жасушаларды секундына бірнеше рет жаңартып, әрқайсысын оқып, мазмұнын қайта жазуы тиіс. DRAM жасушаларының өлшемі кішірейген сайын, жасушаларды жиі жаңарту қажет болады, нәтижесінде энергия тұтыну артады. Ал MRAM-ға ешқашан жаңарту қажет емес. Бұл, оның қуатты өшірген кезде де жадын сақтайтынын, сонымен қатар тұрақты қуат қажет еместігін білдіреді. Теориялық тұрғыдан алғанда, оқу процесі DRAM-дағы осы процеске қарағанда көбірек қуат қажет етеді, бірақ іс жүзінде бұл айырмашылыққа жақын нөлге тең. Дегенмен, жазу процесіне қосылымда сақталған өрісті жеңу үшін көбірек қуат керек, ол оқу кезінде қажетті қуаттан үш еседен сегіз есеге дейін артық болуы мүмкін. Энергия үнемдеуінің нақты мөлшері жұмыстың сипатына байланысты болғанымен, жиі жазу көбірек қуатты қажет етеді, жалпы алғанда MRAM жақтастары DRAM-ға қарағанда энергия тұтынудың әлдеқайда төмендеуін (99% дейін) күтеді. STT негізіндегі MRAM-дар оқу мен жазу арасындағы айырмашылықты жояды, қуат талаптарын одан әрі азайтады. Сондай-ақ, MRAM-ды тағы бір кең таралған жад жүйесімен – флэш RAM-мен салыстыруға болады. MRAM сияқты, флэш жады да қуатты алып тастағанда жадын жоғалтпайды, бұл оны тұрақты сақтауды қажет ететін қолданбаларда кеңінен қолдануға мүмкіндік береді. Оқу үшін пайдаланылғанда, флэш пен MRAM қуат талаптары өте ұқсас. Бірақ флэш жазу үшін үлкен кернеу импульсін (шамамен 10 В) пайдаланады, ол зарядтау сорғысында жиналады, бұл қуатты да, уақытты да қажет етеді. Сонымен қатар, ток импульсі флэш жасушаларын физикалық түрде тоздырады, яғни флэшті ауыстыру қажет болғанша, оған тек шектеулі рет жазуға болады. Керісінше, MRAM жазу үшін оқуға қарағанда сәл ғана көбірек қуат қажет етеді және кернеуде өзгеріс болмайды, бұл зарядтау сорғысын қажет етпейді. Бұл одан да жылдам жұмыс істеуге, қуатты аз тұтынуға және шексіз ұзақ қызмет ету мерзіміне әкеледі.
Since the capacitors used in DRAM lose their charge over time, memory assemblies that use DRAM must refresh all the cells in their chips several times a second, reading each one and re writing its contents. As DRAM cells decrease in size it is necessary to refresh the cells more often, resulting in greater power consumption. In contrast, MRAM never requires a refresh. This means that not only does it retain its memory with the power turned off but also there is no constant power draw. While the read process in theory requires more power than the same process in a DRAM, in practice the difference appears to be very close to zero. However, the write process requires more power to overcome the existing field stored in the junction, varying from three to eight times the power required during reading. Although the exact amount of power savings depends on the nature of the work — more frequent writing will require more power – in general MRAM proponents expect much lower power consumption (up to 99% less) compared to DRAM. STT based MRAMs eliminate the difference between reading and writing, further reducing power requirements. It is also worth comparing MRAM with another common memory system — flash RAM. Like MRAM, flash does not lose its memory when power is removed, which makes it very common in applications requiring persistent storage. When used for reading, flash and MRAM are very similar in power requirements. However, flash is re written using a large pulse of voltage (about 10 V) that is stored up over time in a charge pump, which is both power hungry and time consuming. In addition, the current pulse physically degrades the flash cells, which means flash can only be written to some finite number of times before it must be replaced. In contrast, MRAM requires only slightly more power to write than read, and no change in the voltage, eliminating the need for a charge pump. This leads to much faster operation, lower power consumption, and an indefinitely long lifetime.
Деректерді сақтау
МРАМ жиі ұшпайтын жад ретінде танымал. Дегенмен, қазіргі кезде кең таралған жоғары сыйымды МРАМ, спиндік ауысу моменті жады, жақсартылған сақтау мүмкіндігін жоғары қуат тұтынудың, яғни жоғары жазу тогының есебінен қамтамасыз етеді. Атап айтқанда, шекті (ең төменгі) жазу тогы жылулық тұрақтылық факторы Δ-ға тура пропорционалды. Сақтау мүмкіндігі өз кезегінде exp(Δ)-ға пропорционалды. Сондықтан, жазу тогы төмендеген сайын сақтау мүмкіндігі экспоненциалды түрде төмендейді.
MRAM is often touted as being a non volatile memory. However, the current mainstream high capacity MRAM, spin transfer torque memory, provides improved retention at the cost of higher power consumption, i. e., higher write current. In particular, the critical (minimum) write current is directly proportional to the thermal stability factor Δ. The retention is in turn proportional to exp(Δ). The retention, therefore, degrades exponentially with reduced write current.
Жылдамдық
Динамикалық кездейсоқ қолжетімділік жадының (DRAM) өнімділігі жасушаларда сақталған зарядты босату (оқу үшін) немесе сақтау (жазу үшін) жылдамдығымен шектеледі. MRAM жұмысы зарядтар мен токтарға емес, кернеулерді өлшеуге негізделген, сондықтан «қалпына келтіру уақыты» аз. IBM зерттеушілері 2 нс шамасындағы кірісу уақытына ие MRAM құрылғыларын көрсетті, бұл тіпті ең озық DRAM-дардан, әлдеқайда жаңа процестерде жасалғандардан да жақсы. Неміс Физикалық-техникалық Федералдық агенттігінің (Physikalisch Technische Bundesanstalt) командасы 1 нс қалпына келтіру уақытына ие MRAM құрылғыларын көрсетті, бұл DRAM үшін қазіргі таңда қабылданған теориялық шектерінен жақсы, бірақ демонстрация бір жасушада жасалды. Флэш жадымен салыстырғанда айырмашылықтар әлдеқайда маңызды, жазу жылдамдығы мыңдаған есе жоғары. Дегенмен, бұл жылдамдықтардың салыстыруы бірдей токпен емес. Жоғары тығыздықты жад үшін кішкентай транзисторлар және төмендетілген ток қажет, әсіресе төмен тұру кезіндегі шығынды азайту үшін жасалғанда. Мұндай жағдайларда 30 нс-тен қысқа жазу уақытына оңай қол жеткізу мүмкін емес. Атап айтқанда, 90 секунд ішінде 260 °C температурадағы қосымша лездеудің (solder reflow) тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін 250 нс импульстар қажет болды. Бұл жазу битінің қателік деңгейін арттыратын жоғары жылулық тұрақтылық талабымен байланысты. Жоғары токтан бұзылуды болдырмау үшін ұзақ импульстар қажет. Тік STT MRAM үшін ауысу уақыты негізінен жылулық тұрақтылық Δ және жазу тогымен анықталады. Үлкен Δ (деректерді сақтау үшін жақсы) үлкен жазу тогын немесе ұзақ импульсті қажет етеді. Жоғары жылдамдық пен жеткілікті сақтауды біріктіру үшін жеткілікті жоғары жазу тогы қажет. Салыстырмалы тығыздықта MRAM-мен оңай бәсекелесетін жалғыз қазіргі жад технологиясы статикалық кездейсоқ қолжетімділік жады (SRAM) болып табылады. SRAM қуат берілгенде екі күйдің біреуін сақтайтын флип-флоп схемасында орналасқан транзисторлар сериясынан тұрады. Транзисторлардың қуаттылығы өте төмен болғандықтан, олардың ауысу уақыты өте аз. Алайда, SRAM жасушасы әдетте төрт немесе алты транзистордан тұратындықтан, оның тығыздығы DRAM-дан әлдеқайда төмен. Бұл оны қымбат етеді, сондықтан ол жоғары өнімділіктегі жадтың шағын көлемін ғана қамтиды, әсіресе барлық заманауи орталық процессорлардың (CPU) кэш жадында қолданылады. MRAM SRAM сияқты жылдам болмаса да, тіпті осы рөлде қызығушылық тудырады. Оның тығыздығы әлдеқайда жоғары болғандықтан, процессор дизайнері MRAM-ды кішкентай, бірақ жылдам кэш орнына әлдеқайда үлкен, бірақ сәл баяу кэш ұсыну үшін пайдалануға бейім болуы мүмкін. Бұл таңдаудың болашақта қалай дамитыны әлі белгісіз.
Dynamic random access memory (DRAM) performance is limited by the rate at which the charge stored in the cells can be drained (for reading) or stored (for writing). MRAM operation is based on measuring voltages rather than charges or currents, so there is less "settling time" needed. IBM researchers have demonstrated MRAM devices with access times on the order of 2 ns, somewhat better than even the most advanced DRAMs built on much newer processes. A team at the German Physikalisch Technische Bundesanstalt have demonstrated MRAM devices with 1 ns settling times, better than the currently accepted theoretical limits for DRAM, although the demonstration was a single cell. The differences compared to flash are far more significant, with write speeds as much as thousands of times faster. However, these speed comparisons are not for like for like current. High density memory requires small transistors with reduced current, especially when built for low standby leakage. Under such conditions, write times shorter than 30 ns may not be reached so easily. In particular, to meet solder reflow stability of 260 °C over 90 seconds, 250 ns pulses have been required. This is related to the elevated thermal stability requirement driving up the write bit error rate. In order to avoid breakdown from higher current, longer pulses are needed. For the perpendicular STT MRAM, the switching time is largely determined by the thermal stability Δ as well as the write current. A larger Δ (better for data retention) would require a larger write current or a longer pulse. A combination of high speed and adequate retention is only possible with a sufficiently high write current. The only current memory technology that easily competes with MRAM in terms of performance at comparable density is static random access memory (SRAM). SRAM consists of a series of transistors arranged in a flip flop, which will hold one of two states as long as power is applied. Since the transistors have a very low power requirement, their switching time is very low. However, since an SRAM cell consists of several transistors, typically four or six, its density is much lower than DRAM. This makes it expensive, which is why it is used only for small amounts of high performance memory, notably the CPU cache in almost all modern central processing unit designs. Although MRAM is not quite as fast as SRAM, it is close enough to be interesting even in this role. Given its much higher density, a CPU designer may be inclined to use MRAM to offer a much larger but somewhat slower cache, rather than a smaller but faster one. It remains to be seen how this trade off will play out in the future.
МРАМ-ға балама
Flash және EEPROM-нің шектеулі жазу циклдары, кез келген RAM-ға ұқсас рөл үшін елеулі мәселе болып табылады. Сонымен қатар, жад ұяшықтарына жазу үшін қажетті жоғары қуат, қуаттылығы төмен түйіндерде, мұнда көбінесе ұшпайтын жад қолданылатын жағдайда қиындық тудырады. Қуатты "жинақтау" үшін зарядты жинақтағыш деп аталатын құрылғыға уақыт керек, бұл жазу процесін оқудан әлдеқайда баяу етеді, көбінесе оқу жылдамдығынан 1/1000 есе төмен. MRAM осы мәселелердің кейбірін шешу үшін жасалған болса да, көптеген басқа жаңа жад құрылғылары өндірісте немесе осы кемшіліктерді жою мақсатында ұсынылып жатыр. Бүгінгі күнге дейін, кеңінен өндіріске енгізілген жалғыз ұқсас жүйе – ферроэлектрлік RAM, немесе F RAM (кейде FeRAM деп те аталады). Кремний оксиді-нитриді-кремний оксиді (SONOS) жады мен ReRAM-ға да қызығушылық артып келеді. 3D XPoint-ті де әзірлеуде, бірақ ол DRAM-ға қарағанда жоғары қуат тұтынуға ие екені белгілі.
Flash and EEPROM's limited write cycles are a serious problem for any real RAM like role. In addition, the high power needed to write the cells is a problem in low power nodes, where non volatile RAM is often used. The power also needs time to be "built up" in a device known as a charge pump, which makes writing dramatically slower than reading, often as low as 1/1000 as fast. While MRAM was certainly designed to address some of these issues, a number of other new memory devices are in production or have been proposed to address these shortcomings. To date, the only similar system to enter widespread production is ferroelectric RAM, or F RAM (sometimes referred to as FeRAM). Also seeing renewed interest are silicon oxide nitride oxide silicon (SONOS) memory and ReRAM. 3D XPoint has also been in development, but is known to have a higher power budget than DRAM.
Қолданбалар
МРАМ-ның мүмкін болатын практикалық қолданыс аясына ішкі жадысы бар дерлік барлық құрылғылар жатады, мысалы, аэроғарыш және әскери жүйелер, цифрлық камералар, ноутбуктер, смарт-карталар, ұялы телефондар, ұялы байланыс базалық станциялары, жеке компьютерлер, батареямен жұмыс істейтін SRAM-ды алмастыру, деректерді тіркеуге арналған арнайы жадтар (қара қорап жүйелері), медиаплеерлер және электрондық кітап оқырмандары сияқтылар кіреді.
Possible practical application of the MRAM includes virtually every device that has some type of memory inside such as aerospace and military systems, digital cameras, notebooks, smart cards, mobile telephones, cellular base stations, personal computers, battery backed SRAM replacement, datalogging specialty memories (black box solutions), media players, and book readers etc.