Новий прорив MRAM може революціонувати дизайн CPU

Історично, поширюючись зміни на основному ринку пам'яті (слабко визначені як SRAM для кеш-пам'яті процесора, DRAM для нестабільної ОЗП, а також суміш SSD та жорстких дисків для зберігання нестабільних) трохи розчарування. Цікаво, з одного боку, побачити, як розвивалися різні нішеві підходи, а також сильні та слабкі сторони, які вони пропонують в порівнянні з "типовим" підходом. З іншого боку, ці альтернативні, нішеві технології, як правило, ніші з причини. Причини можуть варіюватися в залежності від технології, але зазвичай вони визначаються однією або кількома слабкими сторонами, що позбавляє їх можливості витісняти більшість основних методів. Реальні досягнення, які покращують конкурентну ситуацію, є рідкісними, але якщо технологія Spin Transfer Technologies (STT) говорить правду, саме те, що вона виводить на ринок.

Історично склалося так, що магніторезистивна оперативна пам'ять забезпечує чудову продуктивність, збереження даних та витривалість - не все одночасно. При високій швидкості, MRAM майже нарівні з SRAM настільки, наскільки продуктивність - але струми для запису, необхідні для підтримки цих швидкостей, погіршують саму пам'ять, що призводить до неприпустимо короткого терміну служби. Вищі струми запису мають позитивну кореляцію з більш високим збереженням даних, але також призводять до високого енергоспоживання. Це було суттєво обмежувальним чинником прийняття стандарту - історично важко знайти основні сценарії обчислення, де MRAM запропонував прийнятну альтернативу SRAM, коли мова заходить про кешування процесора, навіть якщо вона має інші переваги теоретичної щільності та енергоспоживання, які могли б зробити це добре підходить для цих ринків.

Сьогодні STT оголошує про новий прорив прецессионного спінового струму. STT стверджує, що цей новий підхід дозволить збільшити швидкість крутного моменту пристрою MRAM на 40-70 відсотків, що дозволить утримувати час, який на 10 000 х більше, ніж раніше. Тривалість зберігання даних години складає більше року за цим новим методом - одночасно зменшуючи струм запису. Ось як це описує компанія:

Структура PSC є проривом, оскільки вона ефективно відокремлює статичний енергетичний бар'єр, який визначає затримку від процесів динамічного перемикання, що регулюють струм перемикання. В результаті, коли структура PSC додана до будь-якого pMTJ, переваги включають:

Структура PSC була з самого початку розроблена як модульна та виготовлена ​​з будь-яким pMTJ - або власними pMTJ компаніями, або pMTJ з інших джерел. Структура PSC виготовляється під час процесу осадження pMTJ та додає приблизно 4 нм до висоти стеку pMTJ. Структура сумісна з широким діапазоном стандартних процесів виробництва MRAM, матеріалів та наборів інструментів - що дозволяє будь-якому ливарному виробництву легко включити структуру PSC в існуючі стекові pMTJ без додавання значної складності або витрат на виробництво.

Так як це потенційно впливає на дизайн майбутніх процесорів? Однією з переваг MRAM є те, що ви можете перетягнути 4x-5x MRAM в той самий простір, що і еквівалентна кількість SRAM. Хоча характеристика продуктивності MRAM не настільки вигідна, як SRAM, ми вже бачили інтерес до конкретних ринків технологій альтернативної пам'яті, про що свідчить використання NAND-спалаху як серверної оперативної пам'яті. Є сценарії, в яких більший, але трохи повільніше, кеш може бути набагато ефективнішим, ніж поточні системи, які ми використовуємо сьогодні, особливо для додатків, які особливо не затримуються. Великий кеш-пам'ять MRAM може служити корисним способом поліпшення інтегрованої графічної продуктивності, наприклад, без дуття кривих потужності або розміру вмирання.

Ми розмовляли з STT, який сказав нам, що їхній короткостроковий план має зосередити увагу на заміні SRAM, а не на DRAM, оскільки MRAM є кращою внутрішньою відповідністю SRAM на цьому етапі її еволюції. Компанія сподівається завершити валідацію клієнтів до другої половини поточного року та вивести продукт на ринок до середини 2019 року. Ми не зовсім готові називати цей конкурс на користь MRAM взагалі, але такі компанії, як AMD та Intel, абсолютно шукають шляхи підвищення продуктивності пристрою та зменшення енергоспоживання. Оскільки значення нових вузлів з часом зменшується, вплив альтернативних технологій, таких як MRAM, стає пропорційно більшим.