搜索
新闻详情

关于MRAM,三星宣布重要突破

新型存储之MRAM资讯

26
发表时间:2022-12-05 16:20作者:全球芯 | glochip.com来源:Netsol | MRAM | SRAM网址:http://glochip.com/news/

三星的研究人员声称已经开发出有史以来最小、最节能的非易失性随机存取存储器。

该团队采用该公司的 28nm 嵌入式 MRAM,并将磁性隧道结扩展到 14nm FinFET 逻辑工艺。研究人员将在 12 月召开的国际电子器件会议上报告这一点,改论文的名称是World’s most energy-efficient MRAM technology for non-volatile RAM applications.。

论文中提到,该团队生产了一个独立的存储器,其写入能量要求为每比特 25pJ,读取的有效功率要求为 14mW,写入的有效功率要求为 27mW,数据速率为每秒 54Mbyte。循环为 10^14 个周期,当扩展到 16Mbit 设备时,一个芯片将占据 30 平方毫米。

为了实现这一性能,研究团队将磁性隧道结缩小到三星的 14nm FinFET 逻辑平台,与 28nm 的前身相比,面积增加了 33%,读取时间加快了 2.6 倍。

该研究的目标之一是证明嵌入式 MRAM 作为高速缓存存储器适用于依赖大型数据集和分析的应用,例如边缘 AI。

早前报道:三星研发出运算存储MRAM

三星半导体宣布,通过结构创新,实现了基于MRAM(磁阻式随机存取存储)的存储内运算(In-Memory Computing),进一步拓展了三星下世代低功耗AI芯片技术。

传统的运算体系中,存储中的数据要转移到处理芯片的数据运算单元进行处理,因此其对于频宽、延迟的要求非常高。

至于存储内运算则是一种新的运算模式,也可以当作存储与运算一体化的表现,也就是说,在存储中同时执行数据储存、数据运算处理,无需移动数据。同时,在存储网路中的数据处理是以高度平行的方式执行,因此提高性能的同时,还能大大降低功耗。

如果与其他存储比较,MRAM在运行速度、寿命、量产方面都有明显优势,功耗也远低于传统DRAM,关键是还具有非挥发的特点,断电也不会丢失数据。

可是MRAM也有其缺点,因为很难用于存储内运算,使得在标准的存储内运算架构中无法发挥低功耗优势。为了克服这一点,三星研究团队设计了一种名为“电阻总和”(resistance sum)的新型存储内运算架构,取代“电流总和”(current-sum)架构,进而成功开发了一种能演示存储内运算架构的MRAM阵列芯片,命名为“用于存储内运算的磁阻式存储交叉阵列”(crossbar array of magnetoresistive memory devices for in-memory computing)。

目前来看,这一交叉阵列成功解决了单个MRAM小电阻问题,从而降低功耗,实现了基于MRAM的存储内运算。按照三星研究,在执行AI运算时,采用MRAM存储内运算可以实现98%的笔迹辨识成功率、以及93%的人脸辨识准确率。

根据Report Linker研究,全球MRAM市场2021年至2026年的年复合成长率将达25%,并于2026年达到62亿美元的规模。该市场的主要驱动力是对穿戴式装置的需求增加、物联网设备的高度采用、运算技术的进步、对更高存储空间的需求以及缩短启动时间等因素。除了三星之外,Avalanche、CROCUS、Honeywell以及Everspin都是主要MRAM制造商。

最新研究显示,除了Toggle MRAM与自旋转移力矩式磁性存储(STT-MRAM)之外,自旋轨道力矩式磁性存储(SOT-MRAM)正在崛起。近年来包含英特尔、IMEC、三星及台积电都投入SOT-MRAM相关研究,不过量产仍需10年时间,也是须持续关注的趋势之一。

台积电入局mram,叫板三星?

早前,中国台湾工研院携手台积电共同发表的SOT-MRAM技术,能在低电压、电流的情况下,达到0.4纳米的高速写入,并具备7兆次的耐受度。

该项技术未来可整合成先进制程嵌入式记忆体,在AI人工智慧、车用电子、高效能运算芯片等领域具有极佳的前景。工研院电子与光电系统所所长张世杰乐观的表示:「MRAM兼具快闪记忆体非挥发性,近年来已成为半导体先进制程、下世代记忆体与运算的新星。」

国立阳明交通大学也在今日的VLSI上,共同发表新磁性记忆体的高效能运作技术。透过优化STT-MRAM(自旋转移矩磁性记忆体)的膜层和元件,提高写入速度,降低延迟、电流,并拉长使用寿命。

最重要的是,STT-MRAM能在127度到零下269度的范围内,稳定且高效运作,这也是工作温度横跨近400度的STT-MRAM,第一次在实验中被验证。未来可应用于量子电脑、航太等产业当中。

过去的传统架构中,处理器(CPU)会从记忆体内,存取已储存的数据,并进行运算处理。在一来一往的读写过程中,数据会徘徊在处理器和记忆体之间,造成延迟、高耗能等情况产生,影响到运算效率。

2018年,台积电董事长刘德音就谈过记忆体内运算(in-memory computing),即将逻辑芯片、记忆体进行异质整合,提升运算效能。事实上,许多研究机构都在尝试用不易耗损的新型记忆体开发此技术,但当中并不包含当前被广泛应用的NAND(快闪记忆体)。

MRAM为一种非挥发性记忆体,兼具耗能低、读写速度快等优点,以及微缩至22纳米以下的潜力,相当适合应用在嵌入式记忆体的领域。(文:半导体行业观察)


首页                                    产品展示                                        行业资讯                                   关于我们                                        联系我们
联系电话:
0755-84828852  
0755-84866816

联系方式: 手机号码:13924642346  13872769588
                13924649321  13928483205 联系邮箱:kevin@glochip.com
公司地址:
广东省深圳市龙岗区大运软件小镇1栋401室
(3号线,14号线,16号线,33号线)
网址:www.glochip.com   www.chip.com.cn
全球芯微信公众号
加密芯片 华芯微特   艾迪科泰    博雅科技    恒烁半导体    补丁科技    晶存科技   华大电子    康盈半导体     三星半导体   海力士  镁光科技     南亚科技  铠侠  金士顿   Skyhigh  Netsol
MCU  SRAM MRAM SDRAM DDR1 DDR2 DDR3 DDR4 DDR5 LPDDR3 LPDDR4 LPDDR4X LPDDR5 LPDDR5X NAND NOR eMMC UFS eMCP uMCP