垂直STT-RAM单元写入操作中能量-延迟-可靠性权衡研究的准解析模型
介观与纳米尺度物理
2015-06-05 v1
摘要
当前STT-RAM行业面临的最大挑战之一是在尝试在给定电压脉冲和能量成本内切换时保持高热稳定性。在本文中，我们提出了一个基于物理的解析模型，该模型使用改进的Simmons隧穿表达式来捕捉磁隧道结（MTJ）中的自旋相关隧穿。结合基于Landau-Lifshitz-Gilbert方程的临界切换电流的解析推导，以及从Fokker-Planck方程的解导出的写入错误率，该模型为我们提供了由于热涨落导致的垂直STT-RAM中能量-延迟-可靠性权衡的快速估计。换句话说，该模型提供了一种简单的方法来计算确保一定错误率和延迟时间的写入操作期间消耗的能量，同时在数值上远不如完整的随机计算密集。我们计算了反平行（AP）到平行（P）和P到AP切换期间的最坏情况能量消耗，并量化了增加各向异性场HK和降低饱和磁化强度MS如何显著降低能量消耗。还报告了MTJ单元的制造变化如何影响能量消耗和延迟的案例研究。
引用
@article{arxiv.1205.0183,
title = {A quasi-analytical model for energy-delay-reliability tradeoff studies during write operations in perpendicular STT-RAM cell},
author = {Kamaram Munira and William H. Butler and Avik W. Ghosh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1205.0183},
year = {2015}
}
备注
6 pages, 9 figures