Теги → everspin

Производитель «памяти для космоса» отметил высочайшую надёжность памяти MRAM Everspin

Помимо многих замечательных качеств, главными из которых являются устойчивость к перезаписи и длительное время удержания данных, магниторезистивная память отличается также устойчивостью к радиационному облучению. Последнее открыло перед памятью MRAM дорогу в небо и космос. Шесть лет сотрудничества компании Everspin с производителем электроники для аэрокосмической отрасли компанией CAES подтверждает это лучше всего.

Компания Cobham Advanced Electronic Solutions (CAES) представила доклад по использованию памяти MRAM в условиях повышенного радиационного фона. Согласно данным CAES, чипы магниторезистивной памяти разработки компании Everspin выдерживают излучение до 1 Мрад без спонтанного появления ошибок в ячейках памяти, пробоев и случайных переключений значений (показатели SEU, SEL и SEGR).

Кроме высокой устойчивости к радиации память MRAM по технологии Everspin в виде 16-Мбит микросхем и 64-Мбит многочиповых сборок характеризуется практически неограниченным числом циклов перезаписи. На деле, конечно, это не так. Но память MRAM позволяет перезаписывать данные более 20 лет, что в среднем дольше, чем длятся космические миссии, а значит, память переживёт время жизни космического аппарата и не важно, как много раз она могла бы быть переписанной после выхода его из строя.

Также опытная эксплуатация и экстраполяция результатов даёт понять, что данные в памяти MRAM могут без изменения храниться свыше 20 лет при температуре в диапазоне от –40 °C +105 °C. Следует отметить, что речь идёт о микросхемах MRAM с технологическими нормами 180 нм, которые по заказу CAES выпускает компания TSMC. Для ячейки MRAM с меньшими технологическими нормами эти характеристики могут быть несколько хуже.

Клиентами CAES на память MRAM являются около 70 компаний, которые создали 144 разработки на основе этой технологии хранения данных. Для всех них и для индустрии было бы желательно повысить плотность записи в чипах MRAM. Это позволит новая технология STT-MRAM с записью в ячейку с помощью переноса момента спина электронов. Компания Everspin на линиях GlobalFoundries начала выпуск 1-Гбит 28-нм чипов STT-MRAM и планирует снизить технологические нормы производства до 12 нм. Впрочем, памяти STT-MRAM ещё предстоит пройти проверку космосом.

Everspin и GlobalFoundries продлили соглашение о совместной разработке MRAM до 12-нм техпроцесса

Единственный в мире разработчик дискретных микросхем магниторезистивной памяти MRAM компания Everspin Technologies продолжает совершенствовать технологии производства. Сегодня Everspin и компания GlobalFoundries договорились вместе разработать технологию выпуска микросхем STT-MRAM с нормами 12 нм и транзисторами FinFET.

На счету компании Everspin свыше 650 патентов и приложений, связанных с памятью MRAM. Это память, запись в ячейку которой похожа на запись информации на магнитную пластину жёсткого диска. Только в случае микросхем каждая ячейка имеет свою (условно) магнитную головку. Пришедшая ей на смену память STT-MRAM на основе эффекта переноса спинового момента электрона работает с ещё меньшими энергетическими затратами, поскольку происходит с использованием меньших токов в режимах записи и чтения.

Первоначально память MRAM по заказам Everspin выпускала компания NXP на своём заводе в США. В 2014 году Everspin заключила договор о совместной работе с компанией GlobalFoundries. Вместе они начали разрабатывать техпроцессы производства дискретной и встроенной MRAM (STT-MRAM) с использованием более передовых техпроцессов.

Со временем на мощностях GlobalFoundries был налажен выпуск 40-нм и 28-нм чипов STT-MRAM (заканчивая новинкой ― 1-Гбит дискртеным чипом STT-MRAM), а также подготовлен техпроцесс 22FDX для интеграции массивов STT-MRAM в контроллеры с использованием 22-нм техпроцесса на пластинах FD-SOI. Новый договор Everspin и GlobalFoundries приведёт к переносу выпуска микросхем STT-MRAM на 12-нм техпроцесс.

Память MRAM по быстродействию приближается к памяти SRAM и потенциально может заменить её в контроллерах для Интернета вещей. При этом она энергонезависимая и намного устойчивее к износу, чем обычная память NAND. Переход на 12-нм нормы позволит увеличить плотность записи MRAM, а это её главный недостаток.

Everspin сообщила о рекордной выручке от продаж микросхем STT-MRAM

Единственный крупный производитель магниторезистивной памяти Everspin Technologies сообщил о получении рекордной квартальной выручки от поставок микросхем энергонезависимой памяти типа STT-MRAM (Spin-transfer Torque MRAM). Микросхемы STT-MRAM объёмом 256 Мбит с использованием 40-нм техпроцесса для компании выпускают завод NXP Semi и фабрика GlobalFoundries. В августе GlobalFoundries начала выпуск 28-нм микросхем STT-MRAM ёмкостью 1 Гбит. Память 1 Гбит STT-MRAM успешно проходит квалификационные тесты у клиентов Everspin, и компания рассчитывает увидеть её в качестве основы для кеширующих накопителей на корпоративном рынке для хранения данных.

Совокупная выручка Everspin в третьем квартале 2019 календарного года составила $9,2 млн или на 6 % больше, чем в предыдущем втором квартале. Последовательному росту выручки до рекордной для компании отметки помогли поставки как 256-Мбит чипов STT-MRAM, так и 1-Гбит микросхем. Вероятно, на CES 2020 мы сможем увидеть какие-то новые и интересные решения на базе 1-Гбит чипов Everspin.

Также в третьем квартале Everspin расширила предложение в виде памяти MRAM с интерфейсом Toggle. Она удвоила ёмкость Toggle MRAM с 16 Мбит до 32 Мбит. Память Toggle MRAM это, если так можно сказать, классическая MRAM, тогда как STT-MRAM использует для записи ячеек эффект переноса спина электрона. Память Toggle MRAM используется взамен NOR-флеш в промышленном и транспортном оборудовании и отличается высочайшей надёжностью и устойчивостью к износу. Она может хранить данные свыше 20 лет и работать в условиях низких и высоких температур. В течение отчётного квартала, отметили в Everspin, продукты Toggle MRAM вернулись к росту.

В то же время компания Everspin всё ещё не может выйти на безубыточный уровень производства магниторезистивной памяти. Чистые убытки в третьем квартале составили $3,7 млн. Это меньше, чем в аналогичный квартал прошлого года, когда убытки достигли $5,6 млн. Во втором квартале текущего года убытки также равнялись $3,7 млн. В четвёртом квартале этого года Everspin рассчитывает выручить до $9,7 млн. Медленно, но верно.

Seagate и Everspin обменялись патентами на память MRAM и магнитные головки

Согласно официальному утверждению IBM, магниторезистивную память MRAM изобрели в компании в 1996 году. Разработка появилась после изучения тонкоплёночных структур для магнитных пластин и магнитных головок жёстких дисков. Обнаруженный инженерами компании эффект магнитных туннельных переходов подтолкнул к мысли использовать явление для организации ячеек полупроводниковой памяти. Сначала память MRAM компания IBM разрабатывала вместе с Motorola. Затем лицензии были проданы компаниям Micron, Toshiba, TDK, Infineon и массе других компаний. К чему этот экскурс в историю? Оказалось, что обширными патентами на технологии производства MRAM обладает компания Seagate ― один из двух оставшихся в мире производителей жёстких дисков.

Микросхемы памяти MRAM компании Everspin

Микросхемы памяти MRAM компании Everspin

Вчера компания Seagate сообщила, что между ней и компанией Everspin Technologies заключено обширное перекрёстное лицензионное соглашение об обмене патентами и лицензировании. Утверждается, что Seagate и Everspin каждая потратила годы на исследования и разработки, которые будут крайне полезны каждой из противоположной сторон. Так, Seagate передала компании Everspin права на использование собственных разработок в области MRAM, а Everspin разрешила компании Seagate использовать свои технологии в области производства магнитных головок на основе туннельного магниторезистивного эффекта (Tunneling Magneto Resistance, TMR).

В сущности, Seagate и Everspin привели в соответствие патентную базу, которая может помочь каждой из них продвинуться в своих областях. Лицензии Everspin помогут Seagate совершенствовать магнитные головки для жёстких дисков, а лицензии Seagate не будет чинить препятствия Everspin при разработке и производстве MRAM. В августе компания Everspin как раз начала массовый выпуск 1-Гбит микросхем STT-MRAM и возможные лицензионные споры с Seagate только навредили бы этой пока ещё слабо развитой области производства полупроводниковой памяти.

Через месяц стартует массовое производство первой в мире 1-Гбит 28-нм STT-MRAM

Для магниторезистивной памяти MRAM самым больным местом остаётся низкая плотность записи. Ячейки для хранения данных у MRAM довольно большие, а разработанная технология производства не позволяет сделать их меньше. И всё же прогресс на месте не стоит. Ведущий и едва ли не единственный поставщик коммерческих микросхем STT-MRAM компания Everspin сообщила о полностью успешном запуске пилотной линии по выпуску чипов STT-MRAM с вчетверо большей ёмкостью, чем до этого.

До сих пор Everspin массово выпускала 256-Мбит чипы с нормами 40 нм (на американском заводе NXP и на линиях GlobalFoundries). Новой продукцией стали 28-нм микросхемы STT-MRAM ёмкостью 1 Гбит. Пробные запуски новой пилотной линии, вероятно, на заводе GlobalFoundries, начались в конце прошлого года, а к массовому производству линии перейдут уже в третьем квартале.

Память STT-MRAM позволит выпускать SSD и кеширующие блоки для накопителей и интерфейсов с меньшими задержками и со значительно возросшей устойчивостью к износу. С учётом того, что производители умудрялись выпускать твердотельные накопители даже на 256-Мбит памяти, наверняка можно рассчитывать увидеть больше моделей SSD на 1-Гбит чипах STT-MRAM Everspin.

Кеширующий ускоритель nvNITRO Accelerator Card с 1 Гбайт бортовой памяти STT-MRAM

Кеширующий ускоритель nvNITRO Accelerator Card с 1 Гбайт бортовой памяти STT-MRAM

Для удобства перехода с NAND и DRAM (буферов) на память STT-MRAM микросхемы с магниторезистивной памятью вооружаются привычным 8-бит и 16-бит интерфейсом DDR4, совместимым со стандартом ST-DDR4 и в упаковке BGA. В компании Everspin сообщают об успешном прохождении квалификационных тестов новой памяти у клиентов и горды низким уровнем брака при производстве. Можно также рассчитывать, что в августе на саммите по теме флеш-памяти компания Everspin укажет следующую веху на пути развития памяти STT-MRAM. Будет интересно.

Стартовало производство опытной серии 1-Гбит STT-MRAM: ёмкость выросла вчетверо

Компания Everspin Technologies, которая единственная в мире выпускает чипы магниторезистивной памяти в коммерческих объёмах, некоторое время назад сообщила о начале опытного производства нового поколения микросхем STT-MRAM. Серийная продукция Everspin, которую по её заказу выпускают завод компании NXP в США и одно из предприятий компании GlobalFoundries, представляет собой 40-нм чипы STT-MRAM ёмкостью 256 Мбит. Новое поколение памяти будет в четыре раза больше по ёмкости (1 Гбит) и выпускается с использованием 28-нм техпроцесса. Тем самым, кстати, 1-Гбит чипы STT-MRAM будет выпускать только компания GlobalFoundries.

Кеширующий ускоритель nvNITRO Accelerator Card с 1 Гбайт бортовой памяти STT-MRAM

Кеширующий ускоритель nvNITRO Accelerator Card с 1 Гбайт бортовой памяти STT-MRAM

Выпуск и распространение опытной серии 1-Гбит STT-MRAM начались примерно месяц назад в декабре 2018 года. Массовое производство памяти в коммерческих объёмах стартует позже ― во второй половине текущего 2019 года. Важной особенностью 1-Гбит чипов STT-MRAM считается то, что они выпускаются в таком же самом корпусе и с таким же числом BGA-контактов, как и 256-Мбит чипы. Поэтому для создания новых продуктов разработчикам не придётся делать лишних телодвижений, чтобы перейти на более ёмкие чипы STT-MRAM Everspin. Интерфейс 1-Гбит STT-MRAM не изменился ― это либо 8-разрядная, либо 16-разрядная организация шины DDR4 (ST-DDR4).

SSD IBM FlashSystem с буфером из памяти STT-MRAM

SSD IBM FlashSystem с буфером из памяти STT-MRAM

Четырёхкратное повышение плотности памяти STT-MRAM пригодится для выпуска высокопроизводительных кеширующих ускорителей для ведения журналов транзакций и для создания более ёмких буферов для SSD на памяти NAND. Быть может, память STT-MRAM сможет появиться также в SSD средней ценовой категории, а не только в серверных решениях. Для этого память MRAM выгодно отличается от традиционной NAND (3D NAND). Она быстрее, потребляет меньше энергии и имеет на порядки большую устойчивость к износу. Фактически «убийца» NAND, если бы только удалось ещё больше увеличить плотность записи.

Магниторезистивную память Everspin договорились выпускать в Малайзии

Разработчик энергонезависимой памяти MRAM (Magnetoresistive RAM) Everspin Technologies сообщил о договорённости начать выпуск своей продукции на полупроводниковом производстве малайзийской компании SilTerra (в городе Кулим). Договор заключён на несколько лет и является частью трёхстороннего лицензионного договора между Everspin, SilTerra и немецкой компанией Bosch Sensortec, дочерней структурой компании Robert Bosch GmbH.

Информация в ячейке MRAM хранится в виде намагниченности слоёв

Информация в ячейке MRAM хранится в виде намагниченности слоёв

Интерес подразделения Bosch Sensortec заключается в разработке компанией Everspin датчиков магнитного поля на основе магнитного туннельного эффекта — TMR-сенсоров. Магнитные датчики находят всё более широкое применение как в мобильных устройствах, так и в самоуправляемом транспорте. Чувствительность датчиков TMR в разы выше, чем в случае предшествующих технологий, что находит отклик в сердцах проектировщиков автоматизированных систем.

В то же время завод SilTerra будет служить базой для расширения производства памяти Everspin MRAM. До сих пор память MRAM в заметных объёмах выпускал завод NXP в США и компания GlobalFoundries. С помощью малайзийских мощностей SilTerra компания Everspin рассчитывает умножить предложение интересной памяти для промышленности, компьютеров, медицины и транспорта. Массовое производство памяти MRAM в Малайзии планируется начать в календарном 2020 году.

При всех своих высоких эксплуатационных характеристиках — энергонезависимости, устойчивости к износу, высокой скорости записи и низких задержках — память MRAM обладает низкой плотностью записи. В массовом производстве находятся микросхемы MRAM плотностью 256 Мбит. С экономической точки зрения память подобного объёма оправдано устанавливать в решения, где нужны не объёмы, а повышенная надёжность работы. Например, использовать в качестве энергонезависимого буфера в SSD серверного класса, как это сделала компания IBM. Но пока разработчики и производители не научатся выпускать намного более плотную MRAM, эта перспективная разработка так и останется нишевым решением.

Выпуск 256-Мбит памяти MRAM повысит надёжность работы SSD

Слабым местом накопителей на твердотельной памяти или SSD остаётся кеш-буфер из памяти типа DRAM. В настоящий момент в качестве буферной памяти широко используются микросхемы памяти DDR3. Давно планируется, что в качестве энергонезависимого буфера SSD будет использоваться какой-то из новых и перспективных видов энергонезависимой памяти — MRAM, RRAM, PCM или что-то другое (3D XPoint?). Собственно, отдельные накопители или подсистемы для кеширования данных в стоечных системах хранения уже используют магниторезистивную память MRAM и даже память на основе эффекта изменяемого фазового состояния вещества (PCM). Широкое использование памяти MRAM и PCM ограничено малой ёмкостью микросхем этих типов памяти. В будущем, тем не менее, всё обещает измениться. И это будущее может оказаться ближе, чем ожидается.

В интервью сайту EE Times исполнительный директор компании Everspin Technologies сообщил, что до конца года будет налажен выпуск 1-Гбит микросхем MRAM типа ST-MRAM. В основе разновидности этой памяти MRAM — ST-MRAM — лежит эффект записи ячейки с помощью туннельного переноса информации магнитным спином электронов. В настоящий момент компания Everspin приступила к массовому выпуску памяти ST-MRAM ёмкостью 256 Мбит (32 Мбайт). Подобная ёмкость, уверены в компании, позволяет памяти ST-MRAM уверенно войти в состав SSD и стать «неубиваемой» заменой RAM-буфера, ведь с отключением питания данные в ST-MRAM не пропадают. Для этого компания выпускает микросхемы ST-MRAM с интерфейсами DDR3 и DDR4.

Everspin

Everspin

Ранее память ST-MRAM компании Everspin в системах кеширования данных использовала компания Dell в серверах PowerEdge и в системах хранения PowerVault (DAS) и EqualLogic (SAN). Компания LSI задействовала энергонезависимую память ST-MRAM в RAID-накопителях для ведения истории транзакций, а японская компания Melco (торговая марка Buffalo) даже выпускала определённые модели SSD с буфером из ST-MRAM микросхем. С выходом более ёмкой памяти ST-MRAM подобная практика обещает стать распространённой, что повысит надёжность работы с SSD.

Everspin

Everspin

Кстати, производство памяти ST-MRAM компании Everspin полтора года назад начало внедряться на заводах GlobalFoundries с прицелом на 40-нм и 28-нм техпроцессы. Не исключено, что 1-Гбит память ST-MRAM будет выпускаться на бывших линиях компании AMD. Это интересно по той причине, что AMD продолжает выпускать процессоры на линиях GlobalFoundries и в будущем потенциально может воспользоваться этими техпроцессами для своих нужд. Например, для использования встроенной в процессоры памяти ST-MRAM вместо энергозависимой памяти типа SRAM. Быстродействие у обоих типов памяти примерно одинаковое, а от энергонезависимой кеш-памяти процессор только выиграет.

Исследование Everspin: MRAM против EEPROM и Flash

Для большинства беспроводных и портативных приложений, особенно IoT, существует критический лимит потребляемой за определенный отрезок времени электроэнергии. Одним из направлений по возможному повышению энергоэффективности устройств является использование MRAM-памяти вместо традиционных EEPROM и Serial Flash. Специалист компании Everspin Technologies, которая специализируется на разработке MRAM, Дункан Беннетт (Duncan Bennett), изучая влияние MRAM на энергопотребление системы в целом, провел интересное исследование.

EE Times

EE Times

Исследователь сравнил потребляемую мощность типичных систем сбора данных, использующих MRAM, Flash и EEPROM. Расчет показал, что время записи энергонезависимой памяти является одним из основных вкладчиков в общее энергопотребление системы. То есть, более короткое время записи MRAM действительно снижает энергопотребление устройства. Также на энергоэффективность влияет время между включением системы и началом записи данных. По этому показателю MRAM тоже выигрывает.

EE Times

EE Times

В качестве типичной системы, используемой в медицинских мониторах, регистраторах данных, Беннетт приводит схему с низковольтным стабилизатором, микроконтроллером, энергонезависимой памятью и развязывающим конденсатором. Другие системные компоненты, такие как сенсоры, и их энергопотребление во внимание не берутся.

EE Times

EE Times

Расчет проводился исходя из ключевых технических характеристик и технологий функционирования MRAM, EEPROM и Serial Flash. Детальный обзор исследования приводится здесь.

GLOBALFOUNDRIES инвестирует в MRAM-память Everspin

Компания Everspin подписала соглашение с крупнейшим производителем полупроводниковых устройств, компанией GLOBALFOUNDRIES. Последняя, согласно контракту, становится производственным партнёром Everspin и будет инвестировать в развитие чипов памяти следующего поколения MRAM. Как отмечают эксперты, это важный шаг на пути к массовому внедрению перспективной технологии.

Everspin

Everspin

GLOBALFOUNDRIES вложит средства в производство 300-мм пластин с микросхемами ST-MRAM, используя 40-нм технологический процесс. Кроме того, компания выкупила часть акций Everspin. Хотя финансовые детали сделки не разглашаются.

Everspin

Everspin

Отметим, GLOBALFOUNDRIES уже давно интересуется технологией магниторезистивной памяти. Весной прошлого года она объявила о расширении сотрудничества с  Центром прикладных разработок в сфере микро- и наноэлектроники IMEC с целью развития технологии STT-MRAM. STT-MRAM обещает стать серьезной альтернативой существующим технологиям памяти, включая SRAM и DRAM, благодаря значительным резервам в повышении производительности, возможности масштабирования до 10 нм для встраиваемых и автономных приложений, а также благодаря энергонезависимости.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Intel Core i9-12900K разогнали до 6,8 ГГц и установили несколько мировых рекордов в бенчмарках 6 мин.
GS Group начала серийное производство микросхем в Калининградской области 16 мин.
Электромобили Tesla теперь могут транслировать видео со встроенных камер на смартфон владельца 35 мин.
ASUS анонсировала игровой 27-дюймовый монитор ROG Strix XG276Q с разрешением Full HD и частотой 165 Гц 2 ч.
Коммерческие термоядерные реакторы появятся в 30-е годы — об этом говорит первый в истории отчёт о сфере термоядерной энергетики 2 ч.
Raspberry Pi представила крошечный компьютер Zero 2 W с четырёхъядерным чипом за $15 2 ч.
Adidas выпустила три модели беспроводных наушников по цене от $89 2 ч.
Xbox Series S и X пользуются очень большой популярностью — продажи консолей Microsoft выросли на 166 % 3 ч.
Sony менее чем за год продала более 13,4 млн игровых консолей PlayStation 5 3 ч.
Biostar представила продвинутые платы Z690 Valkyrie и Racing Z690GTA для процессоров Intel Core 12-го поколения 3 ч.