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Fortschritte in der MRAM Technologie

MRAM bedeutet Magneto-resistive Random Access Memory und ist eine kleine Revolution in der Speichertechnik. Die Entwicklung dieser Technologie schreitet voran und gewinnt immer mehr an Marktreife. Was genau diese kleinen Zellen so interessant gegenüber bisherigen Techniken wie SRAM und DRAM macht, möchte ich hier erläutern.

Die Probleme heute üblicher Speichertechnologien sind unterschiedlich. Der schnelle SRAM wie er häufig im Innenleben moderner CPUs als Chache-Speicher verwendet wird ist zwar sehr schnell und benötigt im Gegensatz zu DRAM keinen Refresh, ist aber verhältnismäßig teuer herzustellen hat einen hohen Leistungsverbrauch und ist flüchtig, verliert demnach alle Daten sobald kein Strom mehr fließt.

DRAM wie er zum Beispiel als Arbeitsspeicher verwendet wird, ist dagegen billiger als SRAM, leistungsärmer und hat sogar eine höhere Speicherdichte. Allerdings ist der Zugriff auf gespeicherte Daten langsamer da er komplizierter ist, es ist alle 60ms ein Refresh der Speicherzellen nötig und DRAM ist ebenfalls ein flüchtiger Speicher.

Weitere verbreitete Techniken sind Flash-Speicher sowie EEPROM-Zellen die zwar Daten im Stromlosen Zustand speichern hingegen aber viel Platz verbrauchen und nur einen sehr langsamen Zugriff auf gespeicherte Daten ermöglichen.

Gesucht wird also eine Speichertechnologie, die schnell und Platz sparend ist, wenig Strom verbraucht, Daten dauerhaft und stromlos speichern kann sowie keinen Refresh benötigt. Und genau da kommt der magnetische Festkörperspeicher MRAM ins Spiel. Seit einigen Jahren bereits werden immer neue und bessere Testchips gebaut, die Branchenriesen melden ein Patent nach dem anderen an und die Marktreife der Chips schreitet voran.

Die vielen guten Eigenschaften von MRAM könnten dazu verhelfen das diese Technik schon bald viele Anwendungsgebiete findet und herkömmliche DRAM, SRAM, Flash- oder EEPROM Speicher ersetzt. Es währe sogar möglich Festplatten mit MRAM zu realisieren, die ein geladenes Betriebssystem in jedem Zustand speichern und so den heute üblichen Bootvorgang überflüssig machen.

Toshiba hat erst diesen Monat (Februar 2006) einen neuen FeRAM-Chip (Ferroelectric Random Access Memory) präsentiert, der in einem 130-Nanometer-CMOS-Prozess gefertigt wurde und eine Schreib- und Lesegeschwindigkeit von 200 MByte pro Sekunde aufweist.

In Zusammenarbeit mit NEC hat Toshiba noch einen weiteren Elektromagnetischen Speicherchip in Petto. Er kann bis zu 16Mbit Daten speichern und benötigt mit nur 1,8 Volt relativ wenig Spannung, somit ist er ideal für mobile Geräte geeignet und wird auch da seinen Einsatz finden.

In naher Zukunft sind bei MRAM Chips höhere Kapazitäten und Speicherdichten zu erwarten so dass die Speicherbausteine immer mehr Anwendungsgebiete finden.

Links zum Artikel:

Download Entwicklung der DRAM-Technologie Artikel von itse-guide.de.

Download Seminararbeit "MRAM" von A. Hammerl und H. Bag als PDF.