EO_514

DIGITAL MRAM MEMORIES sono i requisiti chiave di progetto. Se il sistema deve av- viarsi rapidamente, o eseguire alcune funzioni in maniera molto veloce, sarà bene scegliere una memoria che sotto tale profilo fornisce buone prestazioni. Un altro elemento è la capacità di memorizzazione dati che il sistema em- bedded dovrà avere. Nonmeno importante da valutare nel dispositivo di memoria è anche il consumo di energia, una risorsa che spesso risulta limitata in varie applicazioni embedded. Memoria MRAM, una tra le tecnologie emergenti Nel 2022 il mercato globale dei dispositivi SRAM ha rag- giunto un valore di 484,11 milioni di dollari, stando a sti- me di Data Bridge Market Research. La società di ricerche prevede che tale comparto arriverà a valere 715,24 milioni di dollari entro il 2030, crescendo con un Cagr (tasso an- nuo di crescita composto) del 5% durante il periodo di stu- dio preso in considerazione (2023-2030). Un elevato utiliz- zo di memoria SRAM nell’hardware di networking (router, switch) sarà il fattore che guiderà la crescita del mercato in tale lasso di tempo. SRAM a parte, nel mondo delle memorie stanno comun- que emergendo altre tecnologie, tra cui si possono segna- lare i dispositivi PCM (phase-change memory), ReRAM (resistive random-access memory), FRAM (ferroelectric RAM) e MRAM (magnetoresistive RAM). Quest’ultima, in particolare, può rappresentare una possibile alternativa alla SRAM, soprattutto quando le dimensioni dei dispo- sitivi e il loro consumo di energia devono essere entrambi molto ridotti. È il caso di applicazioni AI (artificial intelli- gence), IoT (Internet of Things), AR/VR (realtà aumentata/ realtà virtuale), in cui, perminimizzare latenza e consumo di energia, la memorizzazione dei dati deve avvenire il più vicino possibile alla CPU, e, nello specifico, sul medesimo chip che ospita i core del processore. La SRAM assolve di norma questo compito (SRAM caching), ma ha diverse li- mitazioni, in primis per quanto riguarda le dimensioni. Il processo di miniaturizzazione dei transistor nelle SRAM non sta infatti mantenendo il passo con la progressiva miniaturizzazione dei transistor logici nei semicondutto- ri, sempre più spinta col passare di ogni nodo del processo produttivo. Il risultato è che, nonostante il continuo au- mento della densità dei transistor logici, le cache SRAM del processore restano delle medesime dimensioni, finen- do per occupare maggiore spazio sul die del microchip, che non può quindi essere ulteriormente rimpicciolito. MRAM, i vantaggi della tecnologia magnetoresistiva Una possibile alternativa ai problemi sopra esposti è la memoria RAM magnetoresistiva. La MRAM memorizza i dati non sulla base della carica elettrica ma sfruttando il campo magnetico. Rispetto a una cella di SRAM, che ri- chiede sei transistor, la cella di memoria di una MRAMusa un singolo transistor, combinato con una struttura ma- gnetoresistiva. Ciò permette di ridurre in maniera consi- derevole le dimensioni di un blocco di memoria MRAM, in confronto a quello di una SRAM. La MRAM non è poi sog- getta alle correnti di leakage che invece caratterizzano il funzionamento della SRAM e influiscono negativamente sul consumo della batteria. In aggiunta, oltre a consumare meno energia della SRAM, la MRAM è una memoria non volatile, persistente, quindi previene le perdite di dati. È anche una memoria veloce, e trova applicazione in una varietà di settori industriali, che spaziano, solo per citarne alcuni, dall’edge computing, all’automotive, ai sistemi di intelligenza artificiale (AI) e machine learning (ML). Soprattutto, con l’avvento delle memorie basate su tec- nologia STT-MRAM (spin-transfer torque MRAM), che migliorano ulteriormente le prestazioni, rispetto ai di- spositivi MRAM tradizionali, in termini di densità, con- sumo energetico e costi, questa categoria di memorie sta espandendo le proprie opportunità di diffusione nel mer- cato. Nel 2020, il comparto globale delle memorie MRAM ha raggiunto un valore di 892,5 milioni di dollari, stan- do ai dati della società di ricerche Grand View Research (GVR), che prevede entro il 2025 ricavi per quasi 5 miliardi di dollari, e un CAGR del 35,7% dal 2018 al 2025. Un trend di espansione a cui, secondo GVR, contribuiranno in larga parte le memorie STT-RAM. Alcuni moduli di memoria SDRAM DDR4 (Fonte: Micron) ELETTRONICA OGGI 514 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2023 50