Bellek teknolojilerinde önemli bir gelişme yaşandı. Yapılan araştırmalar sonucunda, Manyetik Rastgele Erişim Bellek (MRAM) teknolojisinde elde edilen yeni bir atılım, veri saklama ve erişim hızlarında çığır açıyor. Araştırmacılar, tungsten katmanının kullanımıyla MRAM'in artık SRAM ile rekabet edebilecek hızlara ulaştığını ve aynı zamanda enerji tüketimini de oldukça düşürdüğünü belirtiyor.
Bu son SOT-MRAM (Spin-Orbit Torque Magnetic Random-Access Memory) gelişimi, farklı kurumların iş birliğiyle gerçekleştirildi. Özellikle Tayvan'daki Ulusal Yang Ming Chiao Tung Üniversitesi (NYCU) öncülüğünde, TSMC, Tayvan Endüstriyel Teknoloji Araştırma Enstitüsü (ITRI), Ulusal Senkrotron Radyasyon Araştırma Merkezi (NSRRC), Stanford Üniversitesi ve Ulusal Chung Hsing Üniversitesi (NCHU) gibi önemli kuruluşlar bu projede yer aldı. Bu iş birliğiyle, daha önce MRAM geliştirilmesinde ve yaygınlaşmasında karşılaşılan büyük zorlukların aşıldığı ifade ediliyor.
Tungsten Katmanının Sırrı
Yayınlanan makalede vurgulanan ana yenilik, spin akımlarını oluşturmak için bir tungsten katmanının kullanılması. Araştırmacılar, tungstenin nadir bulunan beta fazını stabilize etmeyi başardılar. Bu stabilizasyon, performans artışı için kritik önem taşıyor ve gelecekte SOT-MRAM cihazlarının seri üretimi için de büyük potansiyel sunuyor.
Yapılan testler, 64 kilobaytlık bir dizi üzerinde gerçekleştirildi ve yeni SOT-MRAM'in yaklaşık 1 nanosaniyelik anahtarlama hızlarına ulaştığı gözlemlendi. Bu hız, geleneksel SRAM bellekleriyle rekabet edebilecek seviyede. Karşılaştırma yapmak gerekirse, bu hız DRAM'den (DDR5'in gecikmesi yaklaşık 14 nanosaniye) daha hızlı ve 3D TLC NAND'dan (okuma gecikmeleri 50 ila 100 mikrosaniye arasında değişir) çok daha ileri bir seviyede.
Bu yeni SOT-MRAM'in en önemli avantajlarından biri de uçucu olmaması. Yani, güç kesildiğinde verileri kaybetmiyor. Araştırmacılar tarafından vurgulanan diğer dikkat çekici özellikler şunlar:
- Ultra hızlı anahtarlama hızları (bir nanosaniye kadar hızlı)
- 10 yılı aşan veri saklama süresi
- %146 tünel manyetik direnç
- Enerji kritik uygulamalar için uygun, düşük güç tüketimi
Kobaltın Rolü ve Dayanıklılık
Araştırma makalesi, ince kobalt katmanlarının eklenmesinin, beta-tungsten'i üretim süreçlerine uyumlu termal koşullar altında stabilize etmek için kullanılabileceğini de ortaya koyuyor. Bu yeni kompozit katmanlarla, SOT-MRAM cihazlarının 10 saat boyunca 400 °C'ye kadar ve hatta 30 dakika boyunca 700 °C'ye varan aşırı sıcaklıklara dayanabildiği test edildi.
Uygulama Alanları ve Geleceği
Araştırma ekibinde TSMC bilim insanlarının da bulunması, bu yeni SOT-MRAM cihazlarının mevcut yarı iletken endüstri süreçleriyle uyumlu ve büyük ölçekli entegrasyon için tasarlandığı bilgisini destekliyor. Bu gelişmenin, özellikle yapay zeka veri merkezleri ve kenar bilişim gibi düşük güç tüketiminin kritik olduğu alanlarda büyük bir etki yaratması bekleniyor. Hız ve uçucu olmama özelliği, bu alanlardaki benimsenmeyi artıracaktır.
