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.
