MRAM-Technologie soll schneller sein sowie Strom und Platz sparen
IBM und TDK entwickeln neue Speicher-Chips
IBM und TDK arbeiten gemeinsam an der Entwicklung magnetischen Speicher-Chips (MRAMs), die den STT-Effekt (Spin Torque Transfer) ausnutzen. Dabei wird die Richtung eines magnetischen Feldes mittels Stromimpuls umgekehrt. Diese Magnetfeldänderung bewirkt dann eine Veränderung des Widerstands, was als 1 oder 0 interpretiert werden kann.
Das STT-Verfahren ist schnell, benötigt wenig Strom, und der Speicherzustand bleibt auch nach dem Stromabschalten erhalten – ein Vorzug, den viele Systementwickler schon lange fordern, um beispielsweise Laptops schneller hochzufahren oder auch Embedded-Systeme bei Problemen auf einen früheren funktionsfähigen Zustand zurücksetzen zu können. Dies geht bislang nur mit teuren Flash-Speichern, die zusätzlich den Nachteil aufweisen, dass ihre Speicherfähigkeit abnimmt, wogegen MRAMs eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer haben.
Bislang ist das Hauptproblem der MRAMs die Nanometrisierung, denn die erreichbaren Speicherkapazitäten sind bislang viel zu gering, als dass sich eine groß angelegte Serienproduktion lohnt. Freescale bietet beispielsweise einen 4-Bit-Chip für 25 Dollar an – ein Preis-Leistungsverhältnis, das für viele Anwendungen inakzeptabel ist.
Auch IBM hat bisher an einem konventionellen Typ der MRAM-Speichertechnik gearbeitet, bei der ebenfalls das Problem der Miniaturisierung auftrat. "Wenn man die heutigen MRAMs kleiner machen will, muss man das magnetische Feld verstärken, und das wird irgendwann unmöglich", erklärt Bill Gallagher, Memory-Manager bei IBM.
IBM und TDK wollen deshalb einen 65-Nanometer-Chip entwickeln, der innerhalb der nächsten vier Jahre serienreif sein soll. "Um aber auf 65 Nanometer zu kommen, mussten wir einen neues Verfahren finden, wie Information geschrieben werden," erläutert Gallagher den neuen Ansatz. Für ihn sind STT und Phasenumwandlungs-Memory die zwei heißen Kandidaten für die zukünftigen kommerziellen Memory-Angebote. Dabei ist STT schneller, und es könnte auch eine längere Lebenszeit haben, denn bei der Phasenumwandlung werden mikroskopische Teile des Chips auf mehrere Hundert Grad erhitzt. Dies verändert die Struktur des kristallinen Materials.
Harald Weiss/wg
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