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Mit STT skalierbar

In der MRAM-Technik steckt viel Potenzial

13. April 2010, 13:26 Uhr | Heinz Arnold

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Unempfindlich gegenüber Soft Errors

In einem Punkt sind sich alle aus dem MRAM-Lager einig: Einer der wesentlichen Vorteile der MRAMs gegenüber herkömmlichen Speichern besteht darin, dass sie gegenüber Soft Errors unempfindlich sind. Dagegen sind gerade SRAMs mit Back-up-Batterien durchaus anfällig gegenüber kosmischer Strahlung, insbesondere wenn es sich um Typen mit hohen Kapazitäten, etwa 16 MBit, handelt. In Anwendungen in der Industrie, in Autos und in der Luft- und Raumfahrt zählt laut Mitchell das Argument der hohen Zuverlässigkeit: »In Europa gehört unter anderem Airbus zu unseren Kunden.« Everspin liefert 4-MBit- und 16-MBit-MRAMs, die im Flight Control Computer des »Airbus A350 XWB« Einsatz finden, wo sie die bisher verwendeten SRAMs and Flash-Speicher ersetzen.

Auch in den VMEbus-Boards MVME7100 und MVME4100 sowie dem Compact-PCI-Board CPCI6200 von Emerson Network Power arbeiten 4-MBit-MRAMs von Everspin. Hier gaben ebenfalls die kurzen Schreib/Lesezeiten, der Datenerhalt von über 20 Jahren und die hohe Temperaturbeständigkeit den Ausschlag. Siemens setzt die MRAMs in ihren Human Machine Interfaces Simatic Multipanel MP 277 und MP 377 ein.

Dass die MRAMs von Everspin die hohe Zuverlässigkeit erreichen, liegt einmal an der MRAM-Zelle selber, die von vorne herein aufgrund ihres Aufbaus gegenüber Höhenstrahlung unempfindlich ist. Zweitens hatte Motorola, aus der Everspin hervorging, die Speicher, mit denen sie unter anderem auf den Autmotive-Markt abzielte, möglichst robust entwickelt und EEC integriert. »Die MRAMS wurden deshalb von Anfang an mit EEC als Teil der Architektur entwickelt«, so Mitchell. Insgesamt ergibt sich also eine sehr hohe Zuverlässigkeit. Was ihn zusätzlich optimistisch stimmt: Hohe Zuverlässigkeit sei nicht nur in Märkten wie der Luft- und Raumfahrt oder der Industrie gefragt, sondern auch für Anwendungen, in denen man das auf den ersten Blick nicht erwarten würde, spiele sie verstärkt eine Rolle: »Printer-Hersteller etwa legen darauf großen Wert.«

MRAM mit Vorsprung

Die Entwicklungen auf dem Gebiet alternativer nichtflüchtiger Speicher sieht er ebenfalls gelassen: »Ob FRAM, Phase Change oder Resistive, kein Hersteller ist derzeit in der Lage, Kapazitäten von 16 MBit zu liefern, wir sind in dieser Hinsicht weit vorne.« Die Flash-Speicher und EEPROMs weisen die bekannten Nachteile auf, darunter langsame Schreibzeiten, begrenzter Datenerhalt, begrenzte Schreib-Lösch-Zyklen und Soft Errors. »Es gibt derzeit keinen Speicher, der mit einem 16-MBit-MRAM auch nur annähernd gleichziehen kann«, so sein Fazit.

Hätten die Phase-Change-Typen nicht doch das Potenzial, in absehbarer Zeit zu überholen? »Ich habe die Beobachtung gemacht, dass das Niveau der Spezifikationen immer mehr sinkt, je näher die tatsächlich erhältlichen Produkte rücken«, antwortet Mitchell. »Im Moment sehen sie fast so aus wie die NOR-Flash-Typen, auch wenn sie zugegebenermaßen etwas schneller sind.«

Heute erwirtschaftet Everspin noch den größten Teil des Umsatzes mit Speichern für den Einsatz in der Automatisierung und der Industrie. Je höher die Kapazitäten, um so mehr werden weitere Märkte dominieren. »Die Storage-Anwendungen sind schon dabei, die traditionellen Märkte zu überholen.« Erst kürzlich hat Everspin mit dem MR0D08B einen 1-MBit-MRAM für RAID-Systeme auf den Markt gebracht, der an einer Spannungsversorgung von 3,0 bis 3,6 V arbeitet und dessen I/O-Versorgungsspannungen sich zwischen 1,65 und 3,6 V einstellen lassen. Die 1,8-VController in RAID-Systemen können also direkt mit den MRAMs zusammenarbeiten, ohne dass zusätzlich Level-Shifter erforderlich sind. Die Speicher sitzen in BGA-Gehäusen mit 48 Anschlüssen, die eine Fläche von 8 x 8 mm² einnehmen.