MRAM erreicht SRAM

Die Forscher von NEC haben auf der letzten ISSCC einen magnetischen Speicher mit 32 Mbit Kapazität und einer SRAM-Schnittstelle vorgestellt. Damit könnte der Speicher in SoCs eingesetzt werden.

Magnetische RAMs könnten einmal SRAMs oder DRAMs ablösen. Ihr Vorteil: Sie sind nicht-flüchtig und benötigen daher weniger Energie. Außerdem können sie praktisch beliebig oft beschrieben werden. Ihr Nachteil ist, dass sie zu langsam sind.

NEC und NEC Electronics hatten auf der ISSCC (International Solid-State Circuits Conference) ein 32-Mbit-MRAM vorgestellt, das mit 12 ns Zugriffszeit tatsächlich in SRAM- und DRAM-Bereiche vordringt. Der Speicher wurde zusätzlich mit einer SRAM-Schnittstelle versehen, so dass er ohne weiteres in einem SoC eingesetzt werden könnte.

Die 32 Mbit sind in vier 10-Mbit-Makros organisiert, die wiederum aus zehn 1-Mbit-Makros gebildet werden.

MRAMs: Blockschaltbild und Funktion



Eine MRAM-Zelle besteht dabei aus zwei Transistoren und einem magnetischen Tunnel-Element (MJT). Um die Kapazität von 32 Mbit der in 90-nm-Technologie gefertigten MRAMs zu erreichen, mussten die Forscher die Zellgröße weiter reduzieren. Diese Zellgröße ist proportional zum Schreib-Strom, mit dem das magnetische Element umgeschalten wird. Diesen Strom konnten die Forscher auf 0,6 mA und maximal 1 mA senken.

Durch eine präzisere Spezifikation für die Wordline-Spannung konnten die NEC-Forscher außerdem die Transistor-Gates und damit die Zellen kleiner machen. Mit 0,66 µm x 2,08 µm ist die Speicherzelle in etwa so groß wie eine 6T-SRAM-Zelle in der gleichen Prozess-Technologie.

Bei einer Taktfrequenz von 66 MHz liegt die Leistungsaufnahme des Prototypen bei 91 mW beim Schreiben und bei 60 mW beim Lesen.