{"id":27966,"date":"2012-06-11T16:50:28","date_gmt":"2012-06-11T13:50:28","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=27966"},"modified":"2012-06-11T16:50:28","modified_gmt":"2012-06-11T13:50:28","slug":"magnetilised-suvapoordusmalud-mram","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=27966","title":{"rendered":"Magnetilised suvap\u00f6\u00f6rdusm\u00e4lud (MRAM)"},"content":{"rendered":"

Referaadi autor:\u00a0Jarkko Ingi<\/strong><\/p>\n

Sissejuhatus<\/h3>\n

T\u00e4nap\u00e4eval on inimestel vaja talletada, kasutada ja t\u00f6\u00f6delda v\u00e4ga suurel hulgal erinevat informatsiooni. Andmehulgad kasvavad iga p\u00e4evaga ja nende talletamiseks on vaja j\u00e4rjest suurema mahuga, v\u00f5imsamaid, kiiremaid ja kompaktsemaid m\u00e4lusid. Selle tarbeks t\u00f6\u00f6tatakse pidevalt v\u00e4lja j\u00e4rjest uusi lahendusi ja m\u00e4lu liike.
\nSelles referaadis r\u00e4\u00e4gitakse \u00fchest neist m\u00e4lu liikidest, milleks on magnetiline suvap\u00f6\u00f6rdusm\u00e4lu ehk MRAM. Selgitatakse selle olemust, omadusi, ehitust, kasutusvaldkonda ja p\u00fc\u00fctakse ka v\u00f5rrelda seda teiste olemasolevate m\u00e4lu t\u00fc\u00fcpidega. Samuti r\u00e4\u00e4gitakse l\u00fchidalt MRAMi ajaloost ja t\u00e4htsamatest hetkedest selle arenduses.<\/p>\n

\n
\"\"<\/a>

\u00dche magnet-tunnelvoolu ristmiku ja \u00fche transistoriga m\u00e4lu rakk.<\/p><\/div>\n

\u00dcldiselt MRAM-i kohta<\/h3>\n

Freescale-i magnetiline suvap\u00f6\u00f6rdm\u00e4lu (MRAM) on revolutsiooniline m\u00e4lu tehnoloogia, mis v\u00f5ib asendada paljusid t\u00e4nap\u00e4eva pooljuhtm\u00e4lu tehnoloogiaid. MRAM \u00fchendab SRAM-i kiiruse ja v\u00e4lkm\u00e4lu p\u00fcsivuse \u00fches kiibis. MRAM kasutab elektrilaengute asemel magnetlaenguid, et m\u00e4\u00e4rata m\u00e4lu biti olekut. See v\u00f5imaldab \u00fche m\u00e4lu lahendusega asendada mitmed m\u00e4lu lahendused \u00fches kiibis, v\u00f5imaldades kiiremaid ja odavamaid lahendusi j\u00e4rgmise p\u00f5lvkonna suure m\u00e4lumahuga toodete jaoks.<\/p>\n

MRAM on p\u00fcsim\u00e4lu tehnoloogia, mis kaitseb andmeid ka voolukatkestuse korral ja ei vaja perioodilisi uuendamisi. MRAM on ideaalne m\u00e4lu selliste lahenduste jaoks, mis vajavad andmete alalist s\u00e4ilitamist ja milles on vaja t\u00e4htsat infot kiirelt k\u00e4tte saada.<\/p>\n

MRAM tehnoloogia<\/h3>\n

Kuna MRAM on \u00fchendatud tavap\u00e4rase metall-oksiid pooljuhi (CMOS) protsessiga, siis v\u00f5ivad \u00fchekiibilised lahendused praeguste mitmekiibiliste m\u00e4lude\/protsessorite kasutusvaldkonnas kulusid oluliselt v\u00e4hendada. Freescale Semiconductor-i MRAM m\u00e4lurakud p\u00f5hinevad \u00fchel transistoril ja \u00fchel magnet-tunnelvoolu ristmiku (MTJ) struktuuril. MTJ struktuur koosneb \u00fchest kihist isoleermaterjalist, mis paikneb kahe magnetilisest materjalist elektroodi vahel. \u00dcks elektrood on fikseeritud ferromagnetilise kihiga, mis loob tugeva \u201enaelutava,\u201d v\u00e4lja mis hoiab magnetilist polarisatsiooni kihis \u00fches kindlas suunas. Teine ferromagnetiline kiht on vaba p\u00f6\u00f6rama ning hoidma polarisatsiooni \u00fches kahest v\u00f5imalikust suunast. Kui \u201enaelutatud\u201d ja vabad kihid on sama polarisatsiooniga, siis on MTJ rakul madal takistus. Kui need on risti, siis on MTJ rakul suur takistus. Lugedes MRAM rakku, elektrivool kas voolab v\u00f5i tunnelleerub l\u00e4bi isolaatori \u00fchest magnetv\u00e4lja kihist teise magnetilisse kihti, m\u00e4\u00e4rates nii takistuse oleku. MTJ-i integreerimine transistorites v\u00f5imaldab v\u00e4ikest raku suurust ning on kulukuse poolest v\u00e4ga konkurentsiv\u00f5imeline lahenduse. Kiire lugemise ja kirjutamise kiirus kombineeritud praktiliselt piiramatu lugemise ja kirjutamise ts\u00fcklite hulgaga v\u00f5imaldab MRAM-il t\u00e4ita samasid n\u00f5udmisi, mida t\u00e4idavad hetkel flash, DRAM ja SRAM m\u00e4lud.<\/p>\n

Kasutusvaldkond<\/h3>\n

Freescale-i MRAM seade (MR2A16A) on ideaalne asendaja akutoitega SRAM-ile (BBSRAM). MRAM on kiire p\u00fcsim\u00e4lu, mille vastupidavus on piiramatu – selliseid omadusi ei ole mitte \u00fchelgi teisel pooljuhtm\u00e4lu tootel.<\/p>\n

MR2A16A on BBSRAM (70 ns) lugemise ja kirjutamise kiirusega v\u00f5rreldes palju kiirem (35 ns). BBSRAM asendajana on see usaldusv\u00e4\u00e4rsem, sest p\u00f5hineb vaid \u00fchel kiibil v\u00f5rreldes BBSRAM-i keeruka mitme komponentse s\u00fcsteemiga (kaasa arvatud SRAM, aku ja kontrollkiip). MRAM sobib otse BBSRAM-i asemele, sest sel on standardne JEDEC SRAM v\u00e4ljund ja sellele on v\u00f5imalik sarnaselt BBSRAM-ile kirjutada baidi-kaupa konfiguratsioonis. Ka oma hinna poolest on MRAM BBSRAM-iga konkurentsiv\u00f5imeline.<\/p>\n

Lisaks BBSRAM asendamisele pakub MRAM v\u00f5rreldes olemasolevate m\u00e4lu tehnoloogiatega ka muid olulisi j\u00f5udluse eeliseid.<\/p>\n

N\u00e4iteks p\u00fcsim\u00e4lud nagu k\u00f5vaketas ja v\u00e4lkm\u00e4lu salvestavad juhiseid ja andmeid operatsioonis\u00fcsteemidest ja \u00fcksikutest programmidest ning kannavad neid vajadusel \u00fcle protsessorisse. See \u00fclekanne v\u00f5ib k\u00e4ituda \u201epudelikaelana\u201d ja takistada protsessori j\u00f5udlust. MRAM salvestab selle sama informatsiooni, kuid on v\u00f5imeline toimetama selle otse mikroprotsessorile ilma \u201epudelikaela\u201d tekitamata. Need omadused teevad MRAM-ist t\u00e4iusliku p\u00fcsim\u00e4lu RAID serverite, andmete voogesituse, s\u00fcsteemi seadistuse ja \u201emusta kasti\u201d rakenduste jaoks.<\/p>\n

Erinevate m\u00e4lutehnoloogiate v\u00f5rdlus<\/h3>\n

Kui v\u00f5rrelda MRAM-i teiste m\u00e4lutehnoloogiatega v\u00f5ib n\u00e4ha, et see v\u00f5ib olla konkurentsiv\u00f5imeline \u00fclepidise j\u00f5udluse poolest. Kuna MRAM on p\u00fcsiv, s\u00e4ilitab see andmeid isegi siis, kui see on t\u00e4iesti v\u00e4lja l\u00fclitatud. Kuna tausta \u201ev\u00e4rskendamist\u201d ei n\u00f5uta, saab MRAM-i v\u00e4lja l\u00fclitada, kui seda parasjagu ei kasutata, v\u00e4hendades seega oluliselt s\u00fcsteemi voolutarvet . \u00dcheselt m\u00f5istetav integratsiooniskeem, mida \u00a0MRAM-i jaoks kasutatakse, muudab selle lihtsamini integreeritavaks.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Erinevate m\u00e4lutehnoloogiate v\u00f5rdlus.<\/p><\/div>\n

V\u00f5rreldes SRAM-iga on MRAM \u00a0t\u00e4nu oma v\u00e4iksemale raku suurusele ka soodsam. Samuti on see p\u00fcsiv, mis on SRAM-i puhul teostatav vaid keerulisema ja kallima aku toetusega lahenduse puhul. MRAM suudab saavutada palju parema kirjutamisj\u00f5udluse kui v\u00e4lkm\u00e4lu, sest ei vajata k\u00f5rgepinge-tunnelvoolu re\u017eiimi, mis on v\u00e4lkm\u00e4lu korral vajalik. MRAM-i kirjutamists\u00fckkel on palju kiirem ja tarbib palju v\u00e4hem energiat, sest energia biti kohta on mitu suurusj\u00e4rku v\u00e4iksem kui v\u00e4lkm\u00e4lu puhul. Lisaks on MRAM-il \u00a0piiramatu vastupidavus ja pole teada \u00fchtegi m\u00e4lu lagundavat v\u00f5i rikkuvat protsessi. Samas on t\u00fc\u00fcpilise v\u00e4lkm\u00e4lu vastupidavus 105<\/sup> lugemise\/kirjutamise ts\u00fcklit.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Referaadi autor:\u00a0Jarkko Ingi Sissejuhatus T\u00e4nap\u00e4eval on inimestel vaja talletada, kasutada ja t\u00f6\u00f6delda v\u00e4ga suurel hulgal erinevat informatsiooni. Andmehulgad kasvavad iga p\u00e4evaga ja nende talletamiseks on vaja j\u00e4rjest suurema mahuga, v\u00f5imsamaid, kiiremaid ja kompaktsemaid m\u00e4lusid. Selle tarbeks t\u00f6\u00f6tatakse pidevalt v\u00e4lja j\u00e4rjest uusi lahendusi ja m\u00e4lu liike. Selles referaadis r\u00e4\u00e4gitakse \u00fchest neist m\u00e4lu liikidest, milleks on magnetiline […]<\/p>\n","protected":false},"author":32,"featured_media":27967,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[155],"tags":[],"class_list":{"0":"post-27966","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-referaadinurgake","8":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27966","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/32"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=27966"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/27966\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/27967"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=27966"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=27966"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=27966"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}