Een spanningsdetectieschema ontwikkeld door onderzoekers uit Singapore zou de nauwkeurigheid van het lezen van gegevens van op spin gebaseerde geheugensystemen kunnen verbeteren met slechts minimale aanpassingen. Het schema reageert dynamisch op spanningsveranderingen in het systeem, zodat het beter kan onderscheiden of het een binaire aan (1) of uit (0) staat leest.

De geavanceerde technologie voor gegevensopslag, genaamd spin-transfer koppel magnetisch willekeurig toegankelijk geheugen (STT-MRAM), codeert gegevens met behulp van het intrinsieke impulsmoment van elektronen - hun spin, in plaats van hun lading. Quang Kien Trinh, Sergio Ruocco van het A*STAR Data Storage Institute en Massimo Alioto van de National University of Singapore lopen voorop bij de wereldwijde inspanningen om te bewijzen dat STT-MRAM een snelle, hoge dichtheid, zuinig alternatief voor bestaande op lading gebaseerde geheugens.

"STT-MRAM is de belangrijkste kandidaat voor toekomstige niet-vluchtige, universele geheugentechnologie, ", zegt Trinh. "Het zou kunnen dienen in consumentenapparaten, zakelijke datacenters, en zelfs high-end kritische toepassingen zoals onbemande voertuigen, vliegtuigen, en militair."

In STT-MRAM-systemen, databits worden opgeslagen als 1s of 0s door de oriëntatie van gemagnetiseerde 'bitcellen' om te draaien. Om een ​​bitcel te lezen, het systeem vergelijkt zijn eigen referentiespanning met de 'bitline'-spanning over de bitcel - de 1- of 0-status wordt vervolgens geïdentificeerd op basis van het verschil tussen de twee spanningen, de leesmarge genoemd.

Echter, "de geheugenleesoperatie wordt erkend als een van de belangrijkste obstakels van deze opkomende technologie, " volgens Trinh. De referentiespanning klapt vaak onbedoeld de bitcel om, of leest de verkeerde geheugenstatus als de leesmarge klein is.

Trinh, Ruocco en Alioto realiseerden zich dat ze leesfouten konden vermijden als ze de bitlijnspanning zouden detecteren en als reactie daarop de referentiespanning zouden aanpassen. zodat de leesmarge altijd hoog blijft.

"Ons nieuwe dynamische referentieschema genereert twee referentiewaarden, een voor het lezen van logica 0 en een andere voor het lezen van logica 1, " legt Trinh uit. "In logische 0 staat, een klein uitleessignaal wordt vergeleken met een grote referentiewaarde, terwijl in logische 1 staat, een groot uitleessignaal wordt vergeleken met een kleine referentiewaarde."

De simulaties van het team suggereren dat hun dynamische referentieschema met minimale aanpassingen kan worden opgenomen in bestaande STT-MRAM-systemen. en zou leesfouten met twee ordes van grootte verminderen.

"We kijken ernaar uit om de synergie tussen ons dynamische referentieschema en bestaande circuits te benutten, ", zegt Trinh. "We werken ook aan oplossingen om het energieverbruik en de complexiteit van het ontwerp te verminderen."