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J-GLOBAL ID：201702210193592692   整理番号：17A0272359

電圧トルクMRAM(VCM)向け読み出し/書き込み回路と大容量キャッシュメモリへの応用

Novel Voltage Controlled MRAM (VCM) with Fast Read/Write Circuits for Ultra Large Last Level Cache

著者 (8件)： 塩田陽一 (産業技術総合研 スピントロニクス研究セ) ,  野口紘希 (東芝 研究開発セ) ,  池上一隆 (東芝 研究開発セ) ,  安部恵子 (東芝 研究開発セ) ,  藤田忍 (東芝 研究開発セ) ,  野崎隆行 (産業技術総合研 スピントロニクス研究セ) ,  湯浅新治 (産業技術総合研 スピントロニクス研究セ) ,  鈴木義茂 (大阪大 大学院基礎工学研究科)
資料名： 電子情報通信学会技術研究報告  (IEICE Technical Report (Institute of Electronics, Information and Communication Engineers))
巻： 116  号： 448(SDM2016 130-138)  ページ： 21-24  発行年： 2017年01月23日 
JST資料番号： S0532B  ISSN： 0913-5685  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 電圧トルクMRAMは,電圧パルスによる磁化反転を書き込み原理に利用するMRAMである。磁化反転に電流を必要とせず,飛躍的な低消費電力化が期待されているが,書き込みエラーの低減と高抵抗MTJ素子の読み出しマージンが実用化に向けた課題となっている。本報告では,書き込み時に印加する電圧パルスの前後に書き込みとは逆極性のパルス電圧を印加することで,熱ゆらぎによる書き込みエラーを低減する手法,およびそれを実現する新しい書き込み回路を開発した。また,電圧トルクMRAMに必要な高抵抗MTJ素子に適した新たな高速読み出し回路も併せて開発した。従来のSTT-MRAMと異なり,書き込み動作がユニポーラであるため,ディスターブフリーな読み出し動作を実現可能である。また,大容量化・微細化に伴い顕在化する素子ばらつきに対し,提案する自己タイミング生成書き込み回路と自己参照読み出し方式とを用いることで,回路として十分な動作マージンが得られることが示され,大容量のラストレベルキャッシュへの適用が可能であることが示された。(著者抄録)

シソーラス用語： *キャッシュメモリ ,  *大容量メモリ ,  *電気回路 ,  *MRAM ,  磁化反転 ,  電圧 ,  トンネル接合 ,  消費電力
準シソーラス用語： *読出回路 ,  パルス電圧 ,  MTJ ,  低消費電力

分類 (1件)： 半導体集積回路  (NC03162T)

引用文献 (15件)：

• M. T. Chang et al., ′′Technology comparison for large last-level caches (L3Cs): low-leakage SRAM, low write-energy STT-RAM, and refresh-optimized eDRAM,′′ in 19th Int'l Symp. HPCA, pp. 143-154, Feb. 2013.
• F. Hamzaoglu et al., ′′A 1Gb 2GHz embedded DRAM in 22nm tri-gate CMOS technology,′′ in ISSCC Dig. Tech. Papers, pp.230-231, Feb. 2014.
• J. Warnock et al., ′′22 nm next-generation IBM system z microprocessor,′′ in ISSCC Dig. Tech. Papers, pp.70-71, Feb. 2015.
• H. Noguchi, et al., ′′Highly reliable and low-power nonvolatile cache memory with advanced perpendicular STT-MRAM for high-performance CPU,′′ in Symp. VLSI Circuits Dig. Tech. Papers, pp. 97-98, Jun. 2014.
• G. Jan et al., ′′Achieving sub-ns switching of STT-MRAM for future embedded LLC applications through improvement of nucleation and propagation switching mechanisms,′′ in Symp. VLSI Technology Dig. Tech Papers, pp. 18-19, Jun. 2016.

タイトルに関連する用語 (8件)： トルク ,  MRAM ,  VCM ,  読み出し ,  書き込み回路 ,  大容量 ,  キャッシュメモリ ,  応用