memo-x

Berita, komentar, dan fitur terbaru dari The Memo X

Kemajuan Terbaru dalam Memori di Forum IEDM dan MRAM 2021 termasuk Komputasi Memori

Artikel ini membahas beberapa konten paling menarik dari IEEE IEDM 2021 dan Forum MRAM yang mengikuti IEDM. Kami melihat beberapa makalah dari konferensi yang mencakup memori akses acak magnetik (MRAM), memori akses acak listrik (FeRAM), dan memori perubahan fase (PCM) serta pengumuman peralatan oleh Hprobe untuk menguji chip MRAM. Kami juga berbicara sedikit tentang presentasi tentang pendekatan komputasi dalam memori.

CEA-Leti melaporkan demonstrasi 16-kb ferrous random access memory (FeRAM) array menggunakan besi elektroda berbasis HfO2 pada simpul 130 nm. Terobosan tersebut mencakup integrasi end-of-line (BEOL) untuk TiN/HfO2: Kapasitor fotovoltaik Si/TiN berukuran kecil, berukuran 0,16 m, dan sesuai dengan reflow solder untuk pertama kalinya untuk jenis memori ini. Dalam pekerjaan CEA-Leti, tim mengamati nol kegagalan pada tingkat array, dengan jendela memori terbuka penuh ke tegangan pemrograman 2.5V, dan kecepatan switching ultra-cepat empat nanodetik.

Daya tahan level array juga menjanjikan hingga 10 juta siklus, dan retensi data level array pada 125 °C selama 10 juga menjanjikan.4s (tiga jam). Pekerjaan ini didukung oleh proyek Konsorsium 3eFERRO Uni Eropa yang dirancang untuk menghasilkan bahan electroluminescent Hf(Zr)O2 baru yang menjadikan FeRAM kandidat NVM yang kompetitif untuk aplikasi IoT. Salah satu rekan penulis dari NaMLab di Jerman. Gambar di bawah menunjukkan perangkat yang dirancang oleh CEA-Leti.

Beberapa sesi dalam forum IEDM dan MRAM membahas perkembangan teknologi MRAM. Para peneliti dari Universitas Tohoku telah mensintesis persimpangan terowongan magnetik (STT)-MRAM sekecil 2 nanometer. Mereka juga menunjukkan waktu perpindahan perangkat serendah 3 nm dalam lima nm STT MRAM MTJs. Samsung berbicara tentang pertukaran yang mereka buat untuk membuat 28nm CIS (CMOS Image Sensor) – penyangga bingkai bawaan yang kompatibel dengan STT-MRAM. Perangkat ini memiliki kepadatan makro 13,94MB/mm persegi. Perangkat ini memiliki kecepatan tulis kurang dari 50nm dan toleransi lebih besar dari 1010 kursus. Waktu retensi aplikasi buffer adalah sekitar satu detik. Gambar di bawah membandingkan tiga jenis eMRAM dengan SRAM, eDRAM, dan eFlash dalam hal latensi dan daya tahan.

Renasas melaporkan array STT-MRAM 20MB yang tertanam dalam proses logika FinFET 16nm, mencapai pengurangan daya tulis 72%. Ini dilakukan dengan secara adaptif mengakhiri pulsa tulis sesuai dengan karakteristik masing-masing sel STT-MRAM. IBM Research melaporkan 80MB MRAM dengan koneksi 40nm ke cache level terakhir menggunakan penggosokan data MRAM. Pembersihan data meningkatkan stamina tanpa mempengaruhi tingkat kesalahan segmen (CER) aplikasi caching tingkat terakhir. Mereka melaporkan bahwa selama pemurnian data MRAM, kode koreksi kesalahan (ECC) baca/tulis diterapkan secara berkala untuk memperbaiki kesalahan penyimpanan data, mencegah laju kesalahan bit (BER) terakumulasi di luar spesifikasi.

Dengan memodifikasi skema pemurnian data dengan pengorbanan dalam konsumsi daya, ruang, dan tidak dapat diaksesnya selama pemurnian data, tingkat kesalahan chip yang rendah dapat dicapai. Metode ini memungkinkan pertukaran dalam sel MRAM yang dapat mengurangi hambatan energi, dan dengan demikian arus tulis, sambil tetap mempertahankan daya tahan tinggi. Mereka melaporkan pengurangan penghalang energi 30% dengan dua perintah peningkatan stamina tanpa penalti CER dengan pembersihan 1 detik. Gambar di bawah menunjukkan bagaimana pembersihan ini menghasilkan BER yang lebih rendah.

IBM Research juga memberikan makalah tentang pengurangan arus switching sebesar 2X menggunakan persimpangan terowongan magnet torsi ganda. TSMC berbicara tentang MRAM dan RRAM untuk aplikasi tertanam menggunakan Technology Design Co-Optimization (TDCO) yang mencakup algoritma penulisan cerdas dan skema kompensasi suhu proses dan lokasi untuk penulisan dan pemangkasan untuk perangkat retensi tinggi.

Hprobe dari Grenoble, Prancis mengumumkan kepala uji magnetik baru untuk analisis chip MRAM. Hprobe mempresentasikan produknya di Semicon serta Forum MRAM pada akhir Konferensi IEEE IEDM 2021. Menurut perusahaan, unit baru, H3DM-XL, merupakan inti dari tambahan terbaru Hprobe untuk lini IBEX, IBEX-WS. Peralatan uji IBEX-WS mengintegrasikan kemampuan medan magnet 3D, dengan peningkatan area medan dan keseragaman untuk pemeriksaan susunan MRAM besar. Ini juga dilengkapi dengan Unit Kalibrasi Lapangan Otomatis 3D yang dipatenkan (FCU) unik untuk pemantauan dan pemetaan lapangan berkecepatan tinggi.

Platform peralatan uji head-integrating baru adalah satu-satunya produk komersial yang tersedia yang dirancang untuk memanipulasi sifat magnetik MRAM dibandingkan dengan backtesting tradisional dalam manufaktur volume tinggi (HVM). Hprobe juga mengkonfirmasi bahwa pengiriman pelanggan pertama (FCS) dari IBEX-WS.

Kepala uji H3DM-XL memungkinkan array MRAM besar (dari megabita ke gigabyte) diperiksa di bawah medan magnet untuk mempercepat pengujian retensi per-bit dan kegagalan bit terputus-putus dalam lingkungan produksi. Sistem, yang dicirikan oleh medan magnet yang tinggi dan keseragaman di atas permukaan yang besar, beroperasi di satu atau beberapa lokasi. Ini juga dapat digunakan dalam pengembangan produk, verifikasi, tahap kualifikasi, dan bekerja pada perangkat uji listrik apa pun. Produk ini dirancang atau diuji untuk perangkat keras MRAM Spin Tunnel Torque dan Spin Orbit Torque pada chip. Gambar di bawah menunjukkan unit uji Hprobe.

Ada juga pembicaraan tentang kemajuan lain dalam memori termasuk memori akses acak resistif (RRAM) dan memori perubahan fase (PCM) serta komputasi memori-sentris. Beberapa makalah telah menyelidiki penggunaan berbagai teknologi memori yang muncul untuk komputasi dalam memori dengan RRAM, FeFET, dan Flash. Sebuah makalah dari Universitas Notre Dame melihat perangkat komputasi memori menggunakan memori asosiatif. Pembicara di Universitas Stanford berbicara tentang teknologi komputasi masa depan yang kompleks dan heterogen. Sebuah makalah penelitian dari Akademi Ilmu Pengetahuan China dan Universitas Fudan menyelidiki metode komputasi yang terinspirasi dari otak berbasis RRAM.

Di IEEE IEDM dan MRAM Forum 2021, perkembangan MRAM, FeRAM, RRAM, dan PCM dilaporkan, termasuk penggunaan teknologi memori yang muncul untuk memungkinkan komputasi dalam memori. Hprobe telah memamerkan peralatan uji chip MRAM terbarunya.

READ  Battlefield 2042 akan menjadi tuan rumah pertarungan 128 pemain di PC, dan platform game generasi berikutnya pada 22 Oktober