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散热不再愁:新式磁电存储器可望大幅降低能耗10,000倍以上
2017年08月25日 作者: 暂无评论 81+ 0

mram       当今存储器系统所消耗的能量中有99%都浪费在“散热”上;新式的MELRAM存储架构据称能大幅降低读写能量达10,000倍…

由俄罗斯和法国研究人员组成的研究团队最近将压电材料黏合至铽钴合金(TbCo2)和铁/钴(FeCo)合金的磁弹性层,打造出一种新型的非挥发性存储架构,据称可较传统存储器所需的读/写储存能量减少1万倍以上。

根据研究人员表示,实现这种超低功耗磁电随机存取器(MELRAM)的关键在于放弃巨磁阻堆栈和磁穿隧接面。当施加电场时,研究人员的展示架构取决于读取磁子系统中编码信息的磁电相互作用,并透过采用压电应力介导磁电子学的复合多铁性异质结构而完成。

研究人员在“应力介导多铁性存储单元的磁电写入和读取作业”(Magnetoelectric write and read operations in a stress-mediated multiferroic memory cell)一文中指出,该新架构的缺点在于读取时破坏了内存状态,因而在每次读取后都必须再重写入。尽管存在这个缺点,美国物理研究所(American Institute of Physics)仍在其《应用物理学快报》(Applied Physics Letters)期刊中发布俄法研究人员的最新发现,毕竟,能达到减少10,000倍的能量,强过每次读取后重新写入。事实上,该论文作者宣称,当今的存储系统所消耗的能量中有99%都浪费在“散热”上。

mramMELRAM单元具有可变形的压电层,能在TbCo和FeCo的磁弹性层之间切换,从而改变其磁极,以便从0切换到1,反之亦然(来源:MIPT)

更详细地说,由于采用了非等向性的材料,当读/写电压施加在内存单元时,压电层随之变形,因而根据极性设置1或0 (如图)。而当施加读取电流时,所产生的电压显示状态是1或0,但位状态在读取期间会被破坏,因而必须重新写入。

展示芯片的所有操作均在室温下进行。根据研究人员的说法,毫米级的展示单元甚至可以缩小到传统RAM单元的尺寸。

mram传统的DRAM单元需要10,000倍的能量才能进行存取,因为1和0都由必须被泵送至其上的电容器电荷表示(来源:MIPT)

这项研究的研究人员来自法国瓦伦西亚大学(University of Valenciennes)、莫斯科物理与技术研究所(MIPT)、莫斯科技术大学(MIRE)、俄罗斯科学院(RAS)的Kotelnikov无线工程与电子研究所(IRE),以及莫斯科功能电子、声学和流体学关键和超临界现像国际联合实验室。主要的研究人员包括MIPT固态物理、放射物理学和应用信息技术部主任Sergei Nikitov,以及IRE RAS总监与成员等人。

原文链接:http://www.eeboard.com/news/mram-2

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