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DIGITAL MEMORY TECHNOLOGIES 45 - ELETTRONICA OGGI 491 - GENNAIO/FEBBRAIO 2021 sere letti un byte alla volta. Inoltre, prima di essere riscritte, le celle devono essere cancellate blocco per blocco, non a singoli byte. La MRAM, dal canto suo, è una vera e propria memoria ad ac- cesso casuale, che consente sia la lettura che la scrittura in modo casuale. La MRAM è inoltre carat- terizzata dall’assenza di perdite in standby e combina la capacità di sopportare 10 16 cicli di scrittura con una capacità di conservazio- ne dei dati superiore a 20 anni a 85 °C. Attualmente viene offerta in densità che vanno da 4 a 16 Mbit. La tecnologia MRAM è analoga alla tecnologia Flash con tempi di lettura/scrittura compati- bili con la SRAM (la MRAM è talvolta anche denominata SRAM persistente o P-SRAM). Grazie alle sue caratteri- stiche, la MRAM è particolarmente adatta per applica- zioni in cui sono richiesti la memorizzazione e il recu- pero dei dati con una latenza minima. Oltre alla bassa latenza, la memoria MRAM sii distingue per i consumi ridotti, endurance praticamente illimitata, scalabilità e non volatilità. L’immunità intrinseca della MRAM alle particelle alfa la rende adatta anche per i dispositivi che sono regolarmente esposti alle radiazioni. MRAM: principio di funzionamento Come suggerisce il nome, i dati in MRAM sono salvati da elementi di memorizzazione magnetica. Gli elemen- ti sono formati da due piastre ferromagnetiche, ognu- na delle quali può contenere una magnetizzazione, separate da un sottile strato isolante. Questa struttura è chiamata giunzione a tunnel magnetico (Magnetic Tunnel Junction). Una delle due piastre è un magnete permanente impostato durante la produzione su una polarità specifica; la magnetizzazione dell’altra piastra può essere modificata per memorizzare i dati. Rene- sas Electronics ha recentemente aggiunto dispositivi MRAM di tipo SST-MRAM (Spin Transfer Torque, ovve- ro che utilizzano una coppia indotta da trasferimento di spin) proprietari che si basano su una giunzione a tunnel magnetico perpendicolare (p-MTJ). Quest’ulti- ma comprende uno strato magnetico fisso e invariabi- le, uno strato barriera dielettrico e uno strato di memo- rizzazione ferromagnetico variabile (Fig. 1). Durante un’operazione di programmazione, l’orienta- mento magnetico dello strato di memoria viene com- mutato elettricamente da uno stato parallelo (stato a bassa resistenza “0”) a uno stato antiparallelo (stato ad alta resistenza “1”), o viceversa, a seconda della dire- zione della corrente che passa per l’elemento p-MTJ. Questi due distinti stati di resistenza sono utilizzati per la memorizzazione e il rilevamento dei dati. MRAM: alcuni esempi di applicazione La registrazione dei dati, le memorie nei nodi IoT, l’ap- prendimento automatico e l’intelligenza artificiale nei dispositivi per edge computing e i tag RFID negli ospe- dali sono tutti esempi di casi d’uso della MRAM. I registratori di dati richiedono parecchi megabit di memoria non volatile per accumulare i dati a lungo termine. Sono tipicamente alimentati a batteria, ma possono anche fare ricorso a tecniche di energy har- vesting per l’alimentazione, e quindi richiedono una memoria a basso consumo. In caso di perdita di po- tenza, i dati registrati devono poter essere conserva- Fig. 1 – La cella di base della STT-MRAM è composta da una MTJ e da un transistor passante (Fonte: Avalanche Technology) Tabella 1 – La MRAM non è volatile come la Flash e la EEPROM e ha tempi di lettura/scrittura compatibili con la SRAM (Fonte: Renesas Electronics)