通过调整双势垒磁隧道结的热稳定性改善低温 STT-MRAM 的能耗
新兴技术
2022-05-10 v1
摘要
本文研究了在液氮沸点（77K）下工作的高能效自旋转移矩磁随机存取存储器（STT-MRAM）中双势垒磁隧道结（DMTJ）热稳定性松弛的影响。我们的研究通过基于 macrospin 的 DMTJ Verilog-A 紧凑模型，以及经硅测量校准至 77K 的 65nm 商用工艺设计套件（PDK）进行。利用全面的位单元级电学表征来估算存储器架构级每次操作的能耗/延迟以及漏功率。作为我们分析的主要结果，我们表明，通过在室温下显著放松 DMTJ 器件的非易失性要求（即减小横截面积），同时在低温下保持典型的 10 年保持时间，可以获得高能效的小到大型嵌入式存储器。这使得在 77K 下工作的基于 DMTJ 的 STT-MRAM 在读写访问下均比六晶体管静态随机存取存储器（6T-SRAM）更具能效（平均分别降低 56% 和 37%）。所得结果因此证明，具有松弛保持时间的基于 DMTJ 的 STT-MRAM 是实现在低温下工作的可靠且高能效嵌入式存储器的有前景的替代方案。
引用
@article{arxiv.2204.09395,
title = {Adjusting Thermal Stability in Double-Barrier MTJ for Energy Improvement in Cryogenic STT-MRAMs},
author = {Esteban Garzón and Raffaele De Rose and Felice Crupi and Lionel Trojman and Adam Teman and Marco Lanuzza},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.09395},
year = {2022}
}