Toshiba entwickelt MRAM für nichtflüchtigen SoC-Cache
In Smartphone- und Tablet-Prozessoren steckt immer mehr SRAM als CPU-Cache; nichtflüchtiger MRAM-Cache könnte die Leistungsaufnahme solcher "Normally-off"-Geräte im Schlafmodus senken.
Toshiba forscht seit Jahren an Spin-Torque Transfer-(STT-)MRAM. Auf der Halbleiter-Entwicklerkonferenz IEDM stellen Toshiba-Entwickler nun neue STT-MRAM-Zellen vor, die sich potenziell als nichtflüchtiger Pufferspeicher für sparsame Mobilprozessoren eignen. Das Konzept hatte Toshiba im Rahmen eines japanischen Forschungsprojektes für "Normally-off Computing" bereits vor einem Jahr vorgestellt.
Die neue STT-MRAM-Zelle arbeitet mit einer Magnetisierung, die vertikal in die dünne Magnetschicht hineinragt (Perpendicular MRAM). Diese Art der Magnetisierung soll sowohl die Baugröße der einzelnen MRAM-Zellen minimieren als auch die zum Beschreiben nötigen Ströme. Die Zelle misst in einer Dimension weniger als 30 Nanometer.
(Bild: Toshiba)
Weil sie einmal eingeschriebene Informationen auch ohne Spannungsvesorgung behält, eignet sich die MRAM-Zelle gut für Einsatzbereiche, in denen es auf sparsamen Betrieb oder lange Akkulaufzeiten ankommt. Toshiba zielt auf die zweite Cache-Ebene der Prozessoren in Systems-on-Chip für Smartphones oder Tablets. Arbeitet dieser L2-Cache als inklusiver Cache, dann puffert er automatisch auch alle Daten, die in der L1-Ebene liegen. Der kleinere, aber schnellere L1-Cache aus SRAM könnte dann im Schlafmodus abschalten, ohne seine Daten zuvor aufwendig sichern zu müssen. Das schnellere ein- und ausschalten kann ebenfalls zum Energiesparen beitragen. (ciw)
