SOT-MRAM на основе вольфрама обеспечивает наносекундное переключение и энергосберегающее хранение данных

Известно, что способность надёжно переключать направление магнитного поля в материалах, процесс, известный как переключение намагниченности, играет ключевую роль в работе большинства устройств памяти. Один из известных способов достижения этой цели заключается в создании вращательной силы (крутящего момента) на электронных спинах посредством электрического тока; этот физический эффект известен как спин-орбитальный крутящий момент (СОВ). Устройства хранения информации, использующие этот эффект, называются магнитными ОЗУ с произвольным доступом и спин-орбитальным моментом (SOT-MRAM). Было обнаружено, что такие системы памяти обладают рядом существенных преимуществ, таких как способность сохранять данные даже при отключении питания , быстрое переключение по сравнению с другими существующими решениями в области памяти и низкое энергопотребление . Исследователи из Национального университета Ян Мин Цзяотун, Тайваньской компании по производству полупроводников, Научно-исследовательского института промышленных технологий и других институтов недавно разработали новую SOT-MRAM-память на основе композитных материалов , содержащих тяжёлый металл вольфрам, известный своей сильной спин-орбитальной связью. Их устройство памяти, представленное в статье, опубликованной в журнале Nature Electronics , может быть изготовлено с использованием существующих технологий крупномасштабного производства полупроводников. «Наша мотивация исходила из потребности в действительно энергосберегающей, высокоскоростной и надёжной памяти для поддержки вычислений нового поколения», — рассказал Tech Xplore Йен-Лин Хуан, первый автор статьи. «Хотя MRAM со спин-орбитальным моментом предлагалась давно, задача состояла в том, чтобы продемонстрировать наносекундное переключение, длительное хранение и масштабную интеграцию в рамках процессов, совместимых с полупроводниковой промышленностью». Основной целью недавнего исследования Хуанга и его коллег была разработка MRAM-памяти, которая одновременно обладала бы высокой скоростью и долговечностью, но при этом могла бы производиться с использованием технологий, широко применяемых в электронной промышленности. Созданное ими запоминающее устройство хранит информацию в направлении намагниченности тонкого ферромагнитного слоя. «Вместо использования магнитного поля мы применяем спин-орбитальный крутящий момент — ток через слой вольфрама генерирует спины, которые меняют намагниченность примерно за 1 нс», — пояснил Хуанг. «По сравнению с DRAM и Flash, наша MRAM сочетает энергонезависимость (как Flash) с наносекундной скоростью (как DRAM), но при этом потребляет гораздо меньше энергии и не требует циклов обновления. Уникальным аспектом здесь является стабилизация вольфрамовой фазы для обеспечения как высокой эффективности спина, так и готовой к интеграции в промышленность». Исследователи создали прототип своей памяти с массивом объёмом 64 килобит (КБ), а затем оценили его производительность в условиях, приближенных к реальным приложениям. Было обнаружено, что SOT-MRAM достигает впечатляющей скорости переключения 1 нс и времени хранения данных более 10 лет. «Мы стабилизировали фазу вольфрама, которую обычно трудно контролировать, но которая критически важна для эффективности спина при температурах до 700 °C», — сказал Хуан. «Наше исследование показывает, что SOT-MRAM можно масштабировать до уровня кэша на кристалле и встроенной памяти, что позволяет создавать энергоэффективные решения для искусственного интеллекта и периферийных вычислений, где...

Читать полный текст на android-robot.com

 

Опубликовано: 16:18, 14.10.2025

 

Новость из рубрики: Интернет и Игры

 

Поделиться новостью:

 

Топ новости часа

• Дмитрий Рябыкин: «СКА – номер один в КХЛ по качеству хоккеистов. Для кого-то его роль может не вытекать из хода карьеры – нужно это принять. У тренеров не легкая работа»...
• С 28 октября войти в «Госуслуги» с логином и паролем больше не получится...
• Starlink в Украине. Где купить и как пользоваться...
• Гран-при Австралии-2023. Расписание трансляций...
• Хозяин "Пятёрочки" рассказал, что россияне стали патриотами и разлюбили западные бренды...
• Де Хеа сделал 5-ю результативную ошибку со старта прошлого сезона – у него и Льориса их больше всего среди игроков АПЛ...