Пам'ять MRAM, виготовлена за новою технологією, стане заміною всіх типів пам'яті, які використовуються в сучасній електроніці
Ще в 2005 році професор фізики Йохан Окермен (Johan Akerman) пророкував, що магниторезистивная пам'ять (Magnetoresistive Random Access Memory, MRAM) є одним з головних кандидатів на роль універсальної пам'яті", яка стане заміною різних типів пам'яті, які можна виявити поруч один з одним в схемах сучасних електронних пристроїв. Команда дослідників з Національного університету Сінгапуру (National University of Singapore, NUS) і Університету науки і техніки Короля Абдулли (King Abdullah University of Science and Technology, KAUST), Саудівська Аравія, розробила новий тип MRAM-пам'яті, який може зробити реальністю передбачення професора Окермена.
В даний час в безлічі електронних пристроїв використовується статична пам'ять (static random access memory, SRAM), динамічна пам'ять (dynamic random access memory, DRAM) і Flash-пам'ять, кожна з яких має свої переваги і свої недоліки. Пам'ять SRAM швидка, але дуже дорога у виробництві. Крім цього, SRAM-пам'ять "забуває" все після вимикання живлення пристрою. Пам'ять DRAM більш дешева у виробництві, вона має значно більші обсяги, ніж SRAM-пам'яті, але її потрібно періодично оновлювати і вона також всі "забуває" після вимикання живлення пристрою. Flash-пам'ять є енергонезалежною пам'яттю, але вона дорога у виробництві, а процеси запису інформації в таку пам'ять займають досить багато часу.
Технологія MRAM-пам'яті поєднує в собі тільки позитивні риси пам'ять всіх перерахованих вище типів. Технології нового покоління дозволяють створити мікросхеми MRAM-пам'яті, мають надзвичайно високий показник щільності зберігання інформації і вкрай низькому показнику кількості використовуваної енергії. Незважаючи на те, що розробки MRAM-пам'яті ведуться з 1990-х років, постійна низка вдосконалення технологій DRAM і Flash-пам'яті тримала MRAM-пам'ять за межами "ігрового поля".
В існуючій технології MRAM-пам'яті дані зберігаються на магнітних клітинках, сформованих між двома феромагнітними пластинами, розділеними тонким шаром ізоляційного матеріалу. На жаль, надійність такої пам'яті вкрай низька і це обумовлено тим, що ці пластини, товщина яких складає близько одного нанометра, дуже важко виготовити з дотриманням усіх вимог по точності. Наявність дефектів, в свою чергу, є причиною, що існуюча MRAM-пам'ять може зберігати дані не більше року часу.
Дослідницька група знайшла спосіб, як замінити тонкі металеві пластини альтернативної багатошаровою структурою, товщина якої становить вже 20 нанометрів. При такому розмірі цього елемента вже можна забезпечити належне дотримання точності виготовлення, а дані, записані у комірки нової MRAM-пам'яті, можуть зберігатися мінімум 20 років, що робить цей тип пам'яті підходить для використання в електроніці споживчого класу.
"Використання MRAM-пам'яті допоможе нам позбутися очікування завантаження наших комп'ютерів і смартфонів" - розповідає доктор Янг Хюнсу (Dr Yang Hyunsoo), який очолює дослідницьку групу, - "Кількість доступної для зберігання даних пам'яті збільшиться, і більше не треба буде постійно натискати на кнопку "Зберегти", адже дані не загубляться навіть при несподіваному відключенні електрики".
Дослідники впевнені, що вчинений ними прорив може докорінно змінити архітектуру існуючих комп'ютерів та мікропроцесорних систем, зробити їх більш дешевими у виробництві. Це також розуміють і виробники напівпровідникових чіпів, деякі з яких проявили великий інтерес до нової технології MRAM-пам'яті, на яку в даний час оформляється патентна заявка. А в найближчому часі дослідники разом з деякими партнерами з промислового сектора збираються створити перші дослідні зразки пам'яті, осередки якої будуть виготовлені за новою технологією.