{"id":2541,"date":"2024-09-04T17:32:20","date_gmt":"2024-09-04T09:32:20","guid":{"rendered":"https:\/\/www.siproin-ic.com\/?p=2541"},"modified":"2024-09-06T11:27:58","modified_gmt":"2024-09-06T03:27:58","slug":"stt-mram-non-volatile-magnetic-random-access-memory","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.siproin-ic.com\/de\/stt-mram-non-volatile-magnetic-random-access-memory\/","title":{"rendered":"STT-MRAM Nichtfl\u00fcchtiger magnetischer Direktzugriffsspeicher"},"content":{"rendered":"

STT-MRAM (Spin Transfer Torque Magnetic Random Access Memory) ist die zweite Generation von MRAM (magnetic random access memory). Sein Hauptvorteil liegt in der Verwendung der Spinstromtechnologie, um ein effizientes Schreiben von Informationen zu erreichen. Das Herzst\u00fcck der Speichereinheit ist ein ausgekl\u00fcgelter MTJ (magnetic tunnel junction), der aus zwei unterschiedlich dicken ferromagnetischen Schichten besteht, die von einer nur wenige Nanometer dicken nichtmagnetischen Isolierschicht umschlossen werden. Dieses einzigartige Design macht STT-MRAM zu einem fortschrittlichen nichtfl\u00fcchtigen Speicher, der Daten durch pr\u00e4zise Steuerung des Spinstroms schreibt.<\/span><\/p>\n

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Arbeitsprinzip von STT-MRAM<\/strong><\/span><\/p>\n

Die Speichereinheit besteht aus einem Transistor, einem magnetischen Tunnel\u00fcbergang (MTJ) und einer Verbindungsleitung. Der MTJ besteht aus einer festen Schicht (starker Magnetismus), einer nichtmagnetischen Isolationsschicht und einer freien Schicht (schwacher Magnetismus), wobei das magnetische Moment der freien Schicht leicht umkehrbar ist. Der Transistor wird als Standortwahlschalter verwendet, und sein Drain ist mit der festen MTJ-Schicht verbunden. Wenn der Transistor durch das Gate aktiviert wird, bilden Source, Drain, MTJ und Bitleitung einen geschlossenen Stromkreis.<\/span><\/p>\n

Beim Schreiben von Informationen erzeugen die Bitleitung und die zus\u00e4tzliche Schreibinformationsleitung jeweils halbselektive Schreibmagnetfelder, und die beiden Magnetfelder sind orthogonal. Nur wenn die Speicherzelle ausgew\u00e4hlt und die zus\u00e4tzliche Schreibinformationsleitung eingeschaltet wird, wird das magnetische Moment der freien Schicht durch das doppelte Magnetfeld umgekehrt, parallel oder antiparallel zum magnetischen Moment der festen Schicht, was zu einer \u00c4nderung des MTJ-Widerstands f\u00fchrt und so die Informationsspeicherung realisiert.<\/span><\/p>\n

Beim Auslesen von Informationen flie\u00dft ein kleiner Strom durch die ausgew\u00e4hlte Speicherzelle, der eine Potenzialdifferenz \u00fcber der MTJ erzeugt, die deren Widerstandszustand widerspiegelt. Durch Messung der Potenzialdifferenz kann die relative Richtung der magnetischen Momente der freien Schicht und der festen Schicht zerst\u00f6rungsfrei bestimmt werden, wodurch die gespeicherten Informationen ausgelesen werden k\u00f6nnen.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/span><\/p>\n

\uff08MRAM-Prozessablauf nach MTJ-Modus\uff09<\/span><\/p>\n

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STT-MRAM-Eigenschaften<\/strong><\/span><\/p>\n

    \n
  1. Bei unerwarteten Stromausf\u00e4llen k\u00f6nnen die Kunden dank der inh\u00e4renten nichtfl\u00fcchtigen Speicherfunktion von STT-MRAM ihre Daten sichern, ohne sich auf eine Backup-Batterie verlassen zu m\u00fcssen.<\/span><\/li>\n
  2. Die schnelle Lese-\/Schreibleistung von STT-MRAM reduziert die Lese-\/Schreiblatenz des Systems erheblich, wodurch die Ausf\u00fchrung von Anwendungen an Ort und Stelle effizienter wird.STT-MRAM<\/span><\/li>\n
  3. STT-MRAM hat die Eigenschaften einer hohen Lese- und Schreibbandbreite und ist nicht fl\u00fcchtig. Es kann die Doppelfunktion von Speicher und Laufspeicher \u00fcbernehmen; es gibt keine Schreibverz\u00f6gerung; es kann die automatische Abschaltung des Systems realisieren.<\/span><\/li>\n
  4. Der STT-MRAM-Speicher ist ein inl\u00e4ndisches, unabh\u00e4ngiges Produkt, das als erste Charge ausgeliefert wird.<\/span><\/li>\n
  5. Die Datensicherheit wird deutlich erh\u00f6ht, was die Entwicklung und Bereitstellung von Anwendungen, die gegen Manipulationen gesch\u00fctzt sind, erleichtert.<\/span><\/li>\n
  6. SRAM+FLASH+EEPROM k\u00f6nnen gleichzeitig ausgetauscht werden.<\/span><\/li>\n<\/ol>\n

     <\/p>\n

    Der Vergleich von STT-MRAM mit herk\u00f6mmlichem Speicher ist wie folgt:<\/strong><\/span><\/p>\n

    Tabelle 1:<\/span><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
    ITEM<\/strong><\/span><\/td>\nSTT-MRAM<\/strong><\/span><\/td>\nFRAM<\/strong><\/span><\/td>\nNVSRAM<\/strong><\/span><\/td>\nTOGGLE-MRAM<\/strong><\/span><\/td>\n<\/tr>\n
    Speicherart<\/span><\/td>\nNicht-Voltil<\/span><\/td>\nNicht-Voltil<\/span><\/td>\nNicht-Voltil<\/span><\/td>\nNicht-Voltil<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
    Methode schreiben<\/span><\/td>\nOverWrite<\/span><\/td>\nOverWrite<\/span><\/td>\nOverWrite<\/span><\/td>\nOverWrite<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
    Schreibzyklus<\/span><\/td>\n25ns<\/span><\/td>\n150ns<\/span><\/td>\n25ns<\/span><\/td>\n35ns<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
    Anzahl der Lese-\/Schreibvorg\u00e4nge<\/span><\/td>\n1E+13<\/span><\/td>\n1E+14<\/span><\/td>\n1E+7<\/span><\/td>\n1E+13<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
    Die Dichte der Daten<\/span><\/td>\nHoch<\/span><\/td>\nNiedrig<\/span><\/td>\nNiedrig<\/span><\/td>\nMitte<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
    Verweildauer<\/span><\/td>\n>20 Jahre<\/span><\/td>\n10Jahre<\/span><\/td>\n20Jahre<\/span><\/td>\n>20 Jahre<\/span><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

    Tabelle 2:<\/span><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
    ITEM<\/span><\/strong><\/td>\nSTT-MRAM<\/span><\/strong><\/td>\nEEPROM<\/span><\/strong><\/td>\nFLASH<\/span><\/strong><\/td>\nSRAM<\/span><\/strong><\/td>\nFRAM<\/span><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
    Speicher Typ<\/span><\/td>\nNicht-Voltil\u00a0<\/span><\/span><\/td>\nNicht-Voltil<\/span><\/td>\nNicht-Voltil<\/span><\/td>\nVoltile<\/span><\/td>\nNicht-Voltil\u00a0<\/span><\/span><\/td>\n<\/tr>\n
    Methode schreiben<\/span><\/td>\n\u00dcberschreiben Sie\u00a0<\/span><\/span><\/td>\nErase+Write<\/span><\/td>\nErase+Write<\/span><\/td>\n\u00dcberschreiben Sie<\/span><\/td>\n\u00dcberschreiben Sie<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
    Schreib-Zykluszeit<\/span><\/td>\n25ns\u00a0<\/span><\/span><\/td>\n10\u03bcs<\/span><\/td>\n10\u03bcs<\/span><\/td>\n5ns<\/span><\/td>\n150ns<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
    Lese-\/Schreib-Zyklus<\/span><\/td>\n1E+13<\/span><\/td>\n1E+6<\/span><\/td>\n1E+5<\/span><\/td>\nunbegrenzt<\/span><\/td>\n1E+14\u00a0<\/span><\/span><\/td>\n<\/tr>\n
    Booster-Schaltung<\/span><\/td>\nNein<\/span><\/td>\nJa<\/span><\/td>\nJa<\/span><\/td>\nNein<\/span><\/td>\nNein<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
    Datensicherungsbatterie<\/span><\/td>\nNein<\/span><\/td>\nNein<\/span><\/td>\nNein<\/span><\/td>\nJa<\/span><\/td>\nNein<\/span><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

     <\/p>\n

    Anmeldung<\/strong><\/span><\/p>\n

    Als bahnbrechende Technologie ver\u00e4ndert STT-MRAM allm\u00e4hlich die Produktleistungslandschaft in einer Vielzahl von Bereichen, von der Unterhaltungselektronik und Computern bis hin zu Automobilen, Medizintechnik, Milit\u00e4r und Luft- und Raumfahrt. Damit wird ein neues Kapitel in der Halbleiterindustrie aufgeschlagen und das Potenzial f\u00fcr Produktinnovationen gesteigert.<\/span><\/p>\n

    In der Automobilindustrie \u00fcbertrifft STT-MRAM mit seiner \u00fcberragenden Lesegeschwindigkeit, seinem extrem niedrigen Stromverbrauch und seiner hohen Dichte eFlash und eSRAM bei weitem und hat sich zu einer Schl\u00fcsselkraft bei der F\u00f6rderung von Intelligenz und hoher Leistung im Automobil entwickelt. F\u00fcr tragbare Ger\u00e4te und den Mobiltelefonmarkt vereinfacht STT-MRAM die Entw\u00fcrfe durch die Vereinheitlichung von Speicher-Subsystemen durch den Wegfall von Multi-Chip-Packages (MCP), wodurch der Stromverbrauch des Systems erheblich gesenkt und die Batterielebensdauer stark verl\u00e4ngert wird.<\/span><\/p>\n

    Im Bereich der Personalcomputer beweist STT-MRAM starke Substitutionsf\u00e4higkeiten. Ob als Hochgeschwindigkeits-Cache f\u00fcr SRAM, als Ersatz f\u00fcr Flash-Speicher als nichtfl\u00fcchtiger Cache oder sogar als Ersatz f\u00fcr PSRAM und DRAM bei der Hochgeschwindigkeits-Programmausf\u00fchrung, STT-MRAM weist Leistungsvorteile auf. Dar\u00fcber hinaus ersetzt STT-MRAM in zahlreichen eingebetteten Anwendungen allm\u00e4hlich NOR-Flash und SRAM und entwickelt sich zu einer neuen Wahl zur Verbesserung der Systemleistung und Zuverl\u00e4ssigkeit.<\/span><\/p>\n

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    STT-MRAM (Spin Transfer Torque Magnetic Random Access Memory) ist die zweite Generation von MRAM (magnetic random access memory). Sein Hauptvorteil liegt in der Verwendung der Spinstromtechnologie, um ein effizientes Schreiben von Informationen zu erreichen. Das Herzst\u00fcck der Speichereinheit ist ein ausgekl\u00fcgelter MTJ (magnetic tunnel junction), der aus zwei unterschiedlich dicken ferromagnetischen Schichten besteht, die von einer nur wenige Nanometer dicken nichtmagnetischen Isolierschicht umschlossen werden. Dieses einzigartige Design macht STT-MRAM zu einem fortschrittlichen nichtfl\u00fcchtigen Speicher, der Daten durch pr\u00e4zise Steuerung des Spinstroms schreibt.<\/p>","protected":false},"author":8,"featured_media":2546,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[62],"tags":[275,273,274,247],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.siproin-ic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2541"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.siproin-ic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.siproin-ic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.siproin-ic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/8"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.siproin-ic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2541"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.siproin-ic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2541\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.siproin-ic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/2546"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.siproin-ic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2541"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.siproin-ic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2541"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.siproin-ic.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2541"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}