Мы всё ближе к SOT-MRAM: памяти, которая может однажды заменить DRAM и NAND, но не стоит ждать этого в ближайшее время

Ученые в Германии и Франции создали более энергоэффективную и экологичную технологию памяти для устройств. Новая SOT-MRAM-память сокращает потребление энергии на 50%, одновременно повышая эффективность. Она также исключает использование редких металлов, что делает её дешевле, быстрее и более устойчивой.

Команда исследователей из университета Иоганна Гуттенберга в Майнце (JGU), Германия, сотрудничала с французской компанией Antaios, специализирующейся на магнитной памяти, для разработки энергоэффективного решения, которое может существенно уменьшить потребление энергии при хранении данных. Это достижение основано на технологии SOT-MRAM (Spin-Orbit-Torque Magnetic Random-Access Memory), которая потенциально способна повысить эффективность широкого спектра смарт-устройств, от смартфонов до суперкомпьютеров.

Этот прорыв произошел почти через год после объявления о разработке массивного чипа SOT-MRAM корпорациями Industrial Technology Research Institute (ITRI) и TSMC. Новый тип памяти под названием Orbital Hall Effect SOT-MRAM считается перспективным альтернативным решением для статической RAM благодаря своей низкой энергопотребляемости и неодноразовому характеру.

В отличие от традиционной памяти, которая использует электрические токи для переключения магнитных состояний, позволяя надежное хранение данных, сокращение высоких входных токов, необходимых для записи данных, при этом обеспечивая совместимость с промышленными применениями, оставалось одной из ключевых задач. Команда JGU разработала магнитный материал, включающий рутений как канал SOT, что помогло решить эти проблемы и улучшить производительность.

Доктор Рахул Гупта (Rahul Gupta), бывший постдокторант Института физики JGU и главный автор новой статьи, отметил: "Этот прототип уникален и может революционизировать хранение данных и обработку. Он не только соответствует глобальным целям по снижению энергопотребления, но и открывает пути к более быстрому и эффективному решению для хранения."

Технология сокращает потребление энергии на 50%, повышает эффективность на 30%, уменьшает входной ток на 20% и обеспечивает сохранение данных в течение десяти лет, как утверждают исследователи. Исследование опирается на эффект Орбитального Холла (Orbital Hall Effect), который позволяет повысить энергоэффективность без использования редких или дорогих материалов.

Традиционная SOT-MRAM зависит от эффекта Холла для спинов, что требует элементов с сильной куплением спин-орбиты, таких как платина и вольфрам. "В отличие от них, наш подход использует новое фундаментальное явление — орбитальные токи, возникающие при прохождении зарядных токов через эффект Орбитального Холла, что позволяет избавиться от зависимости от дорогих и редких материалов," отметил Гупта.

Исследование под названием "Возможности использования эффекта орбитального Холла в технологии SOT-MRAM" было опубликовано в журнале Nature Communications.