Magneettisia muisteja on kehitetty pitkään erityisesti sulautettujen laitteiden välimuisteihin. Niiltä vaaditaan nopeutta ja pitkää ikää. Belgialainen mikroelektroniikan tutkimuslaitos IMEC esittel IEdM-konferenssissa uuden MRAM-muistin, joka saattaa jopa korvata SRAM-välimuistit. IMEC:n esittelemä tekniikka perustuu elektronien spiniin. Nämä SOT-tyyppiset (spin-orbit torque) muistit toimivat niin, että sähkövirta johdettuna materiaalin läpi voi aiheuttaa vääntömomentin (torque) elektronien magneettisiin momentteihin. Vääntömomentti voi muuttaa näiden magneettisten momenttien suuntaa, mikä voidaan hyödyntää bittien tallentamiseen.
IMEC:n esityksessä huomionarvoista on sen suorituskyky ja se, että siruja on onnistuttu valmistamaan 300-millisillä kiekoilla. Kytkentäenergiaksi IMEC kertoo alle 100 femtojoulea eli muisti toimii erittäin pienellä virralla. Lisäksi sen kestävyys on yli 1015 kirjoitusjaksoa. Molemmat lukemat ovat läpimurtoja haihtumattomien muistien alueella.
IMEC:n mukaan kehitetty SOT-MRAM on lupaava ehdokas SRAM:n korvaamiseen viimeisen tason välimuistina HPS- (High Performance Computing) eli suurlaskennan sovelluksissa. Suorituskyky on SRAMin luokkaa, mutta haihtumattomana MRAM-solujen virrankulutus on valmiustilassa olematon.
Lisäksi SOT-MRAM-bittisolut voidaan mahdollisesti tehdä paljon pienemmiksi kuin SRAM-solut, joten välimuistien bittitiheyttä voidaan nostaa, jopa merkittävästikin.
Itse muistissa SOT on volframista tai platinasta tehty metallikerros, joka sijaitsee magneettisen tunneliliitoksen (MTJ) alapuolella. Tämä tunneliliitos on SOT-MRAM-laitteen varsinainen kytkinelementti. Aiemmin SOT-kerros on vienyt näissä MRAM-muisteissa paljon enemmän tilaa. Kun lisäksi osa virrasta on kulkenut MJT-alueen ulkopuolella, on tämä johtanut energianhukkaan.
IMEC:n rakenne pienentää bittiä kohti tarvittavaa energiaa 63 prosenttia kirjoitustoiminnossa. Tämä ja käytännössä rajoittamaton kestävyys tekemään uudesta muistista erittäin lupaavan useissa sulautetuissa sovelluksissa.
Kuvassa näkyy elektronimikroskoopin poikkileikkauskuva SOT-rakenteesta.
Virtaamamittaus on monissa laitteissa kriittinen mutta usein ongelmallinen toiminto. Perinteiset mekaaniset anturit kuluvat ja jäävät sokeiksi pienille virtausnopeuksille. Ultraäänitekniikkaan perustuvat valmiit moduulit tarjoavat nyt tarkan, huoltovapaan ja helposti integroitavan vaihtoehdon niin kuluttaja- kuin teollisuussovelluksiin.