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Wie funktioniert MRAM?
MRAM nutzt magnetische statt elektronische Ladungselemente für die Speicherung der Datenbits. Bei MRAM Speichern werden die Information "0" und "1" im Gegensatz zum DRAM, durch die Ausrichtung von Magnetpaaren dargestellt. Einer der Magneten ist entweder in die gleiche oder in die entgegengesetzte Richtung ausgerichtet. Es wird nur Strom benötigt bei Änderungen, nicht aber um die Informationen zu halten.
Diese Nichtvolatilität ließe sich beispielsweise gut als RAM-Ersatz nutzen, wie man ihn heute in Computern und anderen Geräten findet.
Eine MRAM Speicherzelle behaltet ihren Bitzustand nach dem Lesen. Diese ist schneller als herkömmliche DRAMs und benötigen viel weniger Platz.
Ein MRAM-Chip besteht aus Hunderttausenden einzelner Speicherzellen, die jeweils zwei magnetische Elektroden enthalten: Eine davon besitzt ein unveränderliches Magnetfeld, die andere kann ihre magnetische Polarisation verändern. Zwischen den gekreuzten Elektroden befindet sich eine sehr dünne magnetische Schicht. In dieser dünnen Schicht hat die Magnetisierungsrichtung der oberen und unteren Elektrode einen messbaren Einfluss auf den elektrischen Widerstand. Letzterer repräsentiert die binäre Zahl, die die Zelle speichert - also entweder 1 oder 0.
Vorteile der MRAM Technologie gegenüber DRAM,Flash, SRAM, EEPROM Chips:
Hauptsächlich werden heutzutage DRAM-Chips (Dynamic Random Access Memory) verwendet. Die Dram Chips haben einen großen Nachteil, sie müssen ständig durch Strom aufgefrischt werden. Millionen von kleinen Kondensatoren brauchen ca. alle 60 Millisekunden einen Impuls. Der Refresh-Vorgang kostet Zeit und bringt natürlich immer das Risiko, bei einem Stromverlust die Daten zu verliegen.
Die Speicherarten Flash, EEPROM, und Fram speichern den Inhalt zwar ebenfalls stromlos.
Flash und EEPROM Chips sind sehr langsam im Zugriff und benötigen mehr Platz als MRAMs und können nur bis zu einer Million Mal beschrieben werden.Dram, Sram können bis zu 1 Billiarde beschrieben werden.
SRAM:
+ schnell, kein Refresh nötig, robuster
− teuer, niedrige Speicherdichte, hoher Leistungsverbrauch,
flüchtig
DRAM:
+ billiger als SRAM, hohe Speicherdichte, leistungsärmer
− komplizierter Zugriff, Refresh erforderlich, langsamer,
störanfälliger, flüchtig
MRAM:
+ preisgünstig und leistungsarm wie DRAM, schnell wie SRAM
annähernd gleich niedrige Packungsdichte wie DRAM,
einfacher Zugriff, kein Refresh, nicht flüchtig
− theoretisch mögliche Packungsdichte ist zur Zeit nicht erreicht
MRAM GESCHICHTE/ARCHIV
1989 - IBM Wissenschaftler entwickelten eine Reihe von Schlüssel-Entdeckungen über den "GMR-Effekt" in dünnen Filmstrukturen.
2000 - IBM und Infineon gründeten das Joint MRAM Development Program.
2002 - NVE kündigten einen Technology Wechsel mit Cypress Semiconductor an.
Im Sommer 2003 wurde ein 128-kb-MRAM-Chip vorgestellt, der mit der 0,18-Mikrometer-Technik gefertigt wurde.
Im Juni 2004 hat die Firma Infineon den ersten 16-Mb-MRAM-Baustein, ebenfalls in 0,18-µ-Technik, vorgestellt.
Ende 2004 hat Freescale Semiconductor (ehemals Motorola Semiconductor) mit der Auslieferung von 4-Mb-Prototypen (0,18µ) begonnen.
Unternehmen wie Infineon, Philips, Motorola oder NEC wetteifern derzeit um eine mögliche Vormachtstellung im MRAM-Markt. Chip- Hersteller Infineon stellte kürzlich in Kooperation mit IBM den nach eigenen Angaben bisher kleinsten MRAM-Chip vor.
Da die Chips besonders stromsparend sind, könnten vor allem mobile Geräte von der neuen Technologie profitieren: Laptops, Handys, Digitalkameras und Organizer. "Wenn sich MRAM durchsetzt, könnten ganze Kraftwerke abgeschaltet werden", sagt Rüdiger. Denn auch viele Rechner in Büros würden über Nacht nicht abgeschaltet und verbrauchten immense Mengen an Strom. Möglicherweise könne sich gegenüber DRAM der Stromverbrauch von Computern um zehn Prozent reduzieren.

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