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新式磁控制途径可为MRAM实现超快读写速度.

大多数的快速随机存取记忆体(RAM)都是以是否采用电荷以指示 '0' 或 '1' 为基础。这种记忆体真的极其快速,很容易就能达到低于1皮秒( PS)或10亿分之一秒开关时间。而且他们的速度也得这么快,才能跟得上当今CPU所需的功能。

但问题是,这种真正快速的记忆体要恒定输入的能量,以保持 '0' 或 '1'。当然,其每位元的功耗十分微小,但考虑到当今电子装置采用数10亿位元组(千兆字节; GB)的记忆体,整体的功率要求迅速增加,而功率消耗也产生热量供电和散热一直是电脑设计的问题,而对于行动装置,穿戴式装置以及远端物联网噪声比(IoT)装置而言,他们也成为设计成败最关键的因素。

磁阻式随机存取记忆体(MRAM)是非挥发性的,一旦记忆体经设,就不需要维持功率,也能保有设定。但缺点是速度不够。美国加州大学柏克莱分校(UC Berkeley)教授Jeffrey Bokor及其研究团队正着手突破这一速度障碍。

美国加州大学(柏克莱分校和河滨分校)的研究人员开发了一种新的超快速电子控制方法,可控制某些金属的磁性。他们发现,釓和铁的磁性合金在经过几皮秒(十亿分之一秒)的雷射突波脉冲时,能在10皮秒的时间内改变磁的方向。尽管不像基于电荷的半导体RAM,但它代表现有MRAM技术的巨大进展。

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加州大学研究人员Richard Wilson说:「电脉冲暂时增加了?原子电子的能量,能量的增加使得铁和原子的磁力彼此施加扭矩,最终导致金属的磁极重新定向。这是利用电流控制磁体的全新方式。」


釓铁合金只是第一步。另一位研究人员Charles-Henri Lambert所指出的那样,「找到一种扩展这一途径的方式,从而为更广泛的磁性材料类型实现更快速的电子写入,是一项令人振奋的挑战。」

下一步就是要在釓铁合金上面堆叠一层钴。研究人员们已展开了第二项研究,其结果发表在“应用物理学快报”(Applied Physics Letters)期刊中。在这项研采用釓铁钴GdFeCo制成)薄膜,显示由雷射脉冲导致的切换持续时间更短得多;这表示即使能效更高,产生的热仍较少。

磁阻记忆体并不是实现更快速,更有效率记忆体的唯一可能性。


编译:Susan Hong

参考原文:Speedy magnetic RAM requires no refresh signals,by Gary Elinoff


文章来源:EET 电子工程专辑



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标签:   MRAM 釓铁合金 记忆体