MRAM: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud 27 baiti ,  4 aasta eest
P
resümee puudub
P (Korrastasin skripti abil viiteid)
PResümee puudub
{{keeletoimeta}}
{{Mälu tüübid}}
'''MRAM''' ehk '''magnettakistuslik RAM''' on [[muutmälu|RAM]]-mälu, mida on arendatud alatest 1990ndatest. MRAM salvestab andmebitte, kasutades magnetlaenguid. Tüüpilised mälud nagu, näiteks [[DRAM]], kasutabkasutavad info salvestamiseks elektrilaenguid. KuigiEhkki hetkelseni ei kasutata MRAM -mälusid veel vägakuigi laialdaselt, usuvad tehnoloogia pooldajad, et kord saabub päev, mil MRAM saab standardiks igal pool tänu oma paljudele eelistele.
 
==Kirjeldus==
 
Erinevalt tavalisest RAM tehnoloogiast ei salvesta MRAM -mälu andmeid elektrilaengute abil, vaid kasutab magnetlaenguid. Lihtsaim MRAMi konfiguratsioon näeb välja selline, kus elemendid on moodustatud kahest [[ferromagnetism|ferromagnetilisest]] plaadist, millest igaüks suudab hoida magnetvälja. Neid eraldab õhuke isolatsioonikiht. Üks kahest plaadist on püsimagnet, mis on seatud kindlale polaarsusele, teise välja on võimalik muuta nii, et ta oleks vastavuses ülejäänud väljaga, et salvestada mälu.
 
Kõige lihtsam meetod mälust lugemiseks on saavutatud mõõtes [[elektritakistus]]t elemendis. Konkreetne element
orientatsiooni tõttu. Mõõtes saadud voolu saab kindlaks määrata takistuse igas konkreetses elemendis ja tänu sellele ka
kirjutatava plaadi polaarsust. Tavaliselt, kui kahel plaati on sama polaarsusega, omistatakse sellele väärtus "1",
samas kui kaks plaadidplaati on vastupidistevastupidise polaarsustegapolaarsusega, on vastupanu suurem ja see tähendab "0".
 
Andmed kirjutatakse elementidesse kasutadeserinevate erinevaid vahendeidvahenditega. Kõige lihtsamal juhul jääb iga element kirjutamis ridadekirjutamisridade paari vahel täisnurga all üksteise kohal või all elemendi suhtes. Kui vool on neid läbinud, siis tekib [[Elektromagnetiline induktsioon |põhjustatud magnetväli]] nende ühendumiskohal, mille kirjutatav plaat üles korjab. See tegevusmuster sarnaneb selle põhimälusüsteemi omaga, mida kasutati laialdaselt 1960ndatel. Selline lähenemisviis eeldab üsna märkimisväärset voolu, et luua vajalik väli, seega kui tahta kasutada väikest võimsust, pole MRAM hea, see on ühtlasi ka üks MRAMi suuremaid miinuseid. Kui seadet teha suuruselt väiksemaks, siis tuleb hetk, kui indutseeritud väli kattub külgnevate lahtritega üle väikese ala, mis võib põhjustada valekirjed. See probleem, pool-valitud (või kirjutamis häire) probleem, määrab kindlad suurused seda tüüpi elementidele.
on sarnane selle põhimälusüsteemi omaga, mida kasutati laialdaselt 1960ndatel. Selline lähenemisviis eeldab üsna märkimisväärset voolu, et luua vajalik väli, seega kui tahta kasutada väikest võimsust, pole MRAM hea, see on ühtlasi ka üks MRAMi suuremaid miinuseid. Kui seadet teha suuruselt väiksemaks, siis tuleb hetk, kui indutseeritud väli kattub külgnevate lahtritega üle väikese ala, mis võib põhjustada valekirjed. See probleem, pool-valitud (või kirjutamis häire) probleem, määrab kindlad suurused seda tüüpi elementidele.
 
[[Image: MRAM-Cell-Simplified.svg | thumb | 300px | right | Lihtsustatud MRAM elemendi struktuur]]
Teine lähenemisviis, '''toggle režiim''', kasutab multi-step kirjutamist muudetud mitmekihiliste elementidega. Lahter on modifitseeritud nii, et see sisaldaks "kunstliku antiferromagnetit", kus magnetvälja orientatsiooni edasi-tagasi üle pinna, nii et nii kinnitatud ja vaba kihid, mis koosnevad mitmekihilistest tornid isoleeritud õhuke "liidese kihiga". Saadud kihtidel on ainult kaks stabiilseteks olekut, mida saab ümber lülitada ühest teistele ajastades kirjutamise voolu kahel real nii et üks on veidi hiljem kui teine, seeläbi "pööravad" välja. Igasugune pinge mis on vähem kui täielik pinge mis on vajalik kirjutamiseks, suurendab flippimise resistensust. See tähendab, et teised elemendid mis asuvad ühe kirjutus rea liinil ei kannata pool-valiku probleemi. Seega on võimalik väiksemad elementide suurused.
 
Üks uuem tehnika,'''spin-ülekanne spinnülekande pöördemoment (STT)''' või(inglise keeles '''[[spin :en:Spintransfer Transfer Switching |Spin Transfer Switching(inglise k.)]]'switching'', kasutab keerd-joondatudkeerdjoondatud ("polariseeritud") [[elektron]]e, et tekitada pöörde momentpöördemoment domeenil. Spetsiifiliselt, kui elektronid mis voolavad kihti peavad muutma oma pööret, siis see arendab pöördemomenti, mis kantakse lähedal olevale kihile. See vähendab voolu suurust mida on vaja, et kirjutada need elemendid, mistõttu on seda vaja umbes sama palju kui lugemis protsessi jaoks. <ref name="TCYqf" /> on mure, et" klassikalist"-tüüpi MRAM -elemendil on raskusi kõrge tiheduse juures kuna pinge, mis on kirjutamise ajal vajalik, see on probleem, mida STT väldib. Sel põhjusel loodavad STT pooldajad, et tehnikat hakatakse kasutama seadmete juures, mis on 65 nm ja väiksem. Negatiivne külg on see, et on vaja säilitada spin-sidusust. Üldiselt nõuab STT kirjutamiseks palju vähem voolu kui tavaline või toggle MRAM. Teadusuuringud selles valdkonnas näitavad, et STT voolu saab vähendada kuni 50 korda kasutades uut komposiitkonstruktsiooni.<ref name="83b7X" /> Samas on aga suurema kirjutamiskiiruse rakendamiseks vaja kasutada kõrgemat voolu.<ref name="ejEDD" />
 
Muud võimalikud seadistused sisaldavad "[[:en:Thermal Assisted Switching|termiliselt abistatud üleminekud]]" (TAS-MRAM), mis kuumeneb kiiresti (meenutades [[:en:phase-change memory|järk-muutus mälu]]) [[:en:magnetic tunnel junction|magnetilise tunneli ristmiku]] kirjutamisprotsessi ajal ja hoiab MTJs stabiilselt külmema temperatuuri juures ülejäänud ajast; <ref name="C53yL" /> ja "vertikaalne transport MRAM" (VMRAM), mis kasutab voolu läbi vertikaalses veerus, et muuta magnetvälja orientatsiooni, geomeetriline paigutus, mis vähendab kirjutades häireprobleemi ja nii saab seda kasutada suurema tihedusega.
*2003 – toodi turule 128 kbit MRAM-kiipi, mis oli toodetud 0,18-mikromeetrisel tehnoloogial
2004
*Juuni – Infineon teatas 16- Mbit prototüübist, mis baseeruspõhines 0,18 -mikromeetrisel tehnoloogial.
*September – MRAM sai Freescale’i standardtooteks
*Oktoober – Taiwani arendajad lõid 1-megabitise MRAM TSMC ettevõttes.
*Oktoober – Micron lõpetablõpetas MRAMi arendusprojekti teiste mälutehnoloogiate arenduse nimel.
*Detsember – TSMC, NEC, Toshiba kirjeldavad novel (novel=üks mälu tehnoloogia) MRAM mälurakke.
*Detsember – Renesas Technology arendab välja väga kiire ja veavaba MRAM-tehnoloogia.
2005
*Jaanuar – Cypress demonstreerib MRAMi, kasutades NVE patenti.
*Märts – Cypress loobub MRAM’iMRAM-i arendusest ja müüb enda MRAMi arendusosakonna maha. Põhjenduseks toodi, et nad arvavad, et MRAM jääb igavesti niššitooteksnišitooteks ja ei suuda SRAMi asendada.
*Juuni – Honeywell avaldas 1-megabitiseemegabitise 0,15-mikromeetrise tehnoloogiat kasutava MRAMi spetsifikatsiooni.
*August – suudeti luua 2 GHz kiirusega MRAM-tehnoloogia.
*November – Renesas Technology ja Grandis teevad koostööd, et arendada välja 65 nm tehnoloogiaga MRAM.
*Detsember – Sony teatas esimesest laboratooriumis toodetud ''spin torque transfer'' tehnoloogial MRAMist, millega saavutati oluline voolutarbimise kokkuhoid ja mille tõttu suudeti mälu-rakudmälurakud mõõtmetelt veelgi väiksemaks teha.
*Detsember – Freescale Semiconductor teavitabteatab avalikkustavalikkusele MRAMist, mis kasutab isolaatorina alumiiniumoksiidi asemel magneesiumoksiidi. Niimoodi saavutati õhem tunnel, see aga omakorda vähendab tarbitava voolu hulka kirjutamistsükli ajal.<ref name="Powerpoint" />
 
==Võrdlus==
 
Võrreldes teiste tehnoloogiatega on MRAMil:
*Kõrgesuur magnettakistus (TMR) EELIS
*Kõrgesuur takistus EELIS
*Kontrollitavkontrollitav takistus EELIS
*Nõrkväike temperatuuritundlikkus EELIS
*Kõrgesuure TMR-i puhulkorral võimalikvõimalus mäluelemendi suurust vähendada EELIS
*Suuremasuurema pinge puhul TMR väheneb PUUDUS
 
KõrgeSuur magnettakistus on oluline, et saavutada kõrget signaali väärtus mäluelemendist, eriti kui tahtaksetahetakse kiiresti lugemeid saada.
Kiire lugemi saamiseks on vaja magnetilise tunneli kõrget takistust, seda saavutatakse viimase õhukese paksusega. Kusjuures takistust saab mõningal määral juhtida viimase paksust muutes.
Kuna magnettakistus ei muutu temperatuurist (alles [[Curie punkt]]i ~500 °C juures hakkab muutuma), siis on inseneridel väga mugav luua mäluseadmeid töötama ka ekstreemtemperatuuride jaoks.
See, et pinge väheneb suurema TMRi juures, on halb justnimeltjust mäluelemendi väärtuse lugemise seisukohalt.
 
Boldis oleva näitaja suhtes on MRAMil eelis – MRAMil on olematu andmete uuendamiseks vaja minevvajatav energiakulu, lõpmatu arv kirjutamise võimalus mäluelementi, madal kirjutamise energiakulu võrreldes [[välkmälu]]ga. <ref name="Powerpoint" />
 
==Kasutatakse==
MRAM on äratanud tähelepanu sõjatööstuses. Radioaktiivsed tuumaraketid, tuuma-allveelaevad. Sõjatööstus oligi esimene MRAMi tarbija (HoneWelli MRAM kiibid) kuna MRAM on radioaktiivsuskindel.
 
Veel võimalikke MRAMI kasutusalasid on:
 
*Astronautikaastronautika <- radioaktiivsuskindel
*digitaalkaamerad
*Digitaalkaamerad
*sülearvutid
*Notebooks
*kiipkaardid
*Smart Cards
*mobiiltelefonid, iPodid
*Mobiiltelefonid, iPODid
*PC’desPC-des HDD asendaja – võimaldab hetkelist OS-i booti!!! Ehk(mis tähendab, et näiteks Windows käivituks millisekundite jooksul.)
*Ptareigapatareiga varustatud SRAM-i asendaja <- pikem tööaeg
*Andmeidandmeid logivadlogisse kirjutavad mälud (''black box'')
*''Personal Life Recorder'' – utoopiline audio-videosalvesti inimese kehaskeha küljes, mis salvestab kõik inimese eluajal kogetu. MRAM teeb selle võimalikuks tänu sellele, et *MRAMi eeldatav andmemaht ruumalaühiku kohta on ligi 400 korda tihedam kui seni maailma kõige tihedama (''high density'') HDD oma. <ref name="Powerpoint" />
 
==Konkurendid==
Käsil on projekt, kus luuakse terabaidi (1 TB ~ 1000 GB) suurust holograafilist mälu.
 
Veel üks olulisimolulisem võimalik MRAMi konkurent on [[F-RAM]] (ferroelektriline RAM), mis on oma olemuselt sarnanesarnaneb MRAMiga – on korduvkirjutatav, toite eemaldamisel jääb informatsioon mällu jne. F-RAMi eelised praegu turul oleva välkmälu ees: väiksem voolutarve, suurem kirjutuskiirus, palju suurem maksimaalne mälupesasse kirjutusarv (10e 16 3,3V seadme puhul). F-RAM mälukiibid on juba 1990. aastatest turul erinevates seadmetes saadaval, kuid siiamaanisiiani pole tasee õidepopulaarseks puhkenudsaanud eelkõige põhjusel, et F-RAM tehnolooiga peab minema väiksemaks (vaja on suuremat andmete tihedust rummala ühiku kohta).<ref name="Powerpoint" />
 
==AllikadViited==
{{viited|allikad=
<ref name="Powerpoint">http://www.physic.ut.ee/instituudid/efti/loengumaterjalid/mmm/Kristo%20Nikkolo.ppt</ref>
136 803

muudatust