Yeni kuşak bir manyetik bellek tipi olan SOT-RAM, elektronikte ultra düşük güç tüketiminin yolunu açmak üzere hazırlanıyor. Bu tahlil her ne kadar faydalı olsa da çeşitli zorlukları da birlikteinde getiriyor. Tokyo Bilim Üniversitesi’nden bilim insanları, SOT-RAM’lerde okuma süreci sırasında güvenliği tehlikeye atan bir sorun belirlediler.
her neyse ki mevzu üzerinde çalışan bilim insanları, SOT-RAM yapısında kimi değişiklikler yaparak bu sorunları büyük ölçüde azaltacak kimi formüller buldular. Değişimler bu cins belleklerin daha süratli ve daha sağlam bulunmasına ve sürdürülebilir IoT uygulamalarının ticarileştirilmesine yardımcı olacak.
Nesnelerin İnterneti (IoT) çağının başlamasıyla bir arada biroldukca araştırmacı, ilgili teknolojilerin birçoklarını daha sürdürülebilir hale getirmeye odaklandı. “Green IoT” yaklaşımı, objelerin interneti için büsbütün güç verimliliği üzerine ağırlaşıyor. Araştırmacılar, green IoT amacına ulaşmak için klâsik elektroniklerin yapı taşlarından kimilerinin uygunlaştırılması yahut radikal bir biçimde değiştirilmesi için çalışmalar yürütüyor. hem de bu eserler sırf süratli değil, hem de daha güç verimli hale gelmeli. Bu mantık doğrultusunda, dünya çapında biroldukça bilim insanı şu anda ultra düşük güç elektroniğine odaklanacak yeni manyetik RAM’ler (rastgele erişimli bellek) geliştirmek ve bunu ticarileştirmek için çalışıyor.
Bir manyetik RAM’deki her bellek hücresi, iki manyetik katmanın manyetik tarafının birbirine eşit yahut zıt bulunmasına bağlı olarak ya ‘1’ ya da ‘0’ kıymetiyle depolanıyor. Çeşitli manyetik RAM tipleri mevcut. Lakin bunlar temel olarak bellek hücresine yazma süreci sırasında manyetik katmanların manyetik tarafını değiştirme konusunda farklılık gösteriyor.
Spin Transfer Torque RAM (STT-RAM), halihazırda ticarileştirilmekte olan bir manyetik bellek tipi. Öte yandan daha da düşük yazma akımları ve daha yüksek güvenilirlik elde etmek için Spin Orbit Torque RAM (SOT-RAM) ismi verilen yeni bir manyetik bellek çeşidi faal olarak araştırılmakta.
SOT-RAM’de dönüş-yörünge etkileşimlerinden yararlanarak yazma akımı büyük ölçüde azaltılabiliyor, bu da güç tüketimini aşağı çekiyor. Ayrıyeten bellek okuma ve yazma akımı yolları farklı olduğundan, araştırmacılar başlangıçta saklanan bedellerdeki mümkün bozulmaların okuma yahut yazma sırasında da küçük olacağını düşündüler. Ne yazık ki daha sonrasında durumun bu biçimde olmadığı ortaya çıktı.
Japonya’daki Tokyo Bilim Üniversitesi’nden araştırmacılar, 2017’de SOT-RAM’lerin depolanmış bir pahası okurken ek bir düzensizlikle karşılaştığını bildirdi. Klasik SOT-RAM’lerde okuma akımı aslında yazma akımının yolunun bir kısmını paylaşmakta. Bir kıymet okunurken, okuma süreci Spin Hall tesiri niçiniyle istikrarsız akımlar üretiyor. Sonuç olarak SOT-RAM’lerde okuma fonksiyonu daha inançsız ve kararsız hale geliyor.
Prof. Kawahara ve meslektaşları, bu sorunu çözmek için yakın vakitte IEEE Transactions on Magnetics‘te yayınlanan öteki bir çalışma yürüttüler. Takım, SOT-RAM’ler için bu yeni okuma bozukluğu kaynağını geçersiz kılabilecek yeni bir okuma sistemi buldu. özetlemek gerekirsesı, takımın fikirleri orjinal SOT-RAM yapısını çift taraflı bir okuma yolu oluşturacak biçimde değiştirme tekniğini temel alıyor. Bir kıymet okunurken okuma akımı manyetik katmanlardan birebir anda iki zıt tarafta seyrediyor. Buna noktada her iki tarafta üretilen dönüş akımlarının ürettiği manyetik bozulmalar birbirini etkisiz hale getiriyor.
Bellek okuma sorunlarındaki ana kaynağın gerisindeki teoriyi güçlendirmeye ek olarak, araştırmacılar önerilen formlarının aktifliğini doğrulamak için bir dizi simülasyon gerçekleştirdiler. Manyetik katmanlar ve çeşitli aygıt sistemleri için üç farklı tipte ferromanyetik materyal test ettiler. Prof. Kawahara’nın belirttiği üzere sonuçlar epeyce olumluydu:
“Önerilen usulün SOT-RAM’deki klasik okuma yoluna kıyasla tüm materyal parametreleri ve aygıt geometrileri için okuma bozukluğunu en az 10 kat azalttığını doğruladık.”
Araştırma takımı, gerçek bir SOT-RAM’de kullanılacak dizi tiplerinin performansını test etti. Bu testler kıymetli zira bir dizi yapısındaki okuma yolları her bir bellek hücresinin pozisyonuna bağlı olarak kusursuz biçimde dengelenmez. Sonuçlar, yaklaşık 1.000 bellek hücresini birbirine bağlarken bile okuma problemlerini düşürmenin mümkün olduğunu gösteriyor. Grup artık daha fazla sayıda entegre hücreye ulaşmak için formlarını geliştirmeye çalışıyor.
Bu çalışma, şahsi bilgisayarlardan ve taşınabilir aygıtlardan büyük ölçekli sunuculara kadar düşük kuvvetli elektronikte yeni bir çağın yolunu açabilir. Elde ettiği sonuçlardan şad olan Prof. Kawahara şunları söylüyor:
“Yeni kuşak SOT-RAM’lerin mevcut STT-RAM’lerden epey daha düşük yazma akımları kullanımını ve bunun da değerli ölçüde güç tasarrufu sağlamasını bekliyoruz. Çalışmamızın sonuçları, ticarileştirilmeleri için gerekli olacak olan SOT-RAM’lerin ticarileştirilmesi için gerekli olan doğal sıkıntılarından birinin çözülmesine yardımcı olacak.“
her neyse ki mevzu üzerinde çalışan bilim insanları, SOT-RAM yapısında kimi değişiklikler yaparak bu sorunları büyük ölçüde azaltacak kimi formüller buldular. Değişimler bu cins belleklerin daha süratli ve daha sağlam bulunmasına ve sürdürülebilir IoT uygulamalarının ticarileştirilmesine yardımcı olacak.
Nesnelerin İnterneti (IoT) çağının başlamasıyla bir arada biroldukca araştırmacı, ilgili teknolojilerin birçoklarını daha sürdürülebilir hale getirmeye odaklandı. “Green IoT” yaklaşımı, objelerin interneti için büsbütün güç verimliliği üzerine ağırlaşıyor. Araştırmacılar, green IoT amacına ulaşmak için klâsik elektroniklerin yapı taşlarından kimilerinin uygunlaştırılması yahut radikal bir biçimde değiştirilmesi için çalışmalar yürütüyor. hem de bu eserler sırf süratli değil, hem de daha güç verimli hale gelmeli. Bu mantık doğrultusunda, dünya çapında biroldukça bilim insanı şu anda ultra düşük güç elektroniğine odaklanacak yeni manyetik RAM’ler (rastgele erişimli bellek) geliştirmek ve bunu ticarileştirmek için çalışıyor.
Bir manyetik RAM’deki her bellek hücresi, iki manyetik katmanın manyetik tarafının birbirine eşit yahut zıt bulunmasına bağlı olarak ya ‘1’ ya da ‘0’ kıymetiyle depolanıyor. Çeşitli manyetik RAM tipleri mevcut. Lakin bunlar temel olarak bellek hücresine yazma süreci sırasında manyetik katmanların manyetik tarafını değiştirme konusunda farklılık gösteriyor.
Spin Transfer Torque RAM (STT-RAM), halihazırda ticarileştirilmekte olan bir manyetik bellek tipi. Öte yandan daha da düşük yazma akımları ve daha yüksek güvenilirlik elde etmek için Spin Orbit Torque RAM (SOT-RAM) ismi verilen yeni bir manyetik bellek çeşidi faal olarak araştırılmakta.
SOT-RAM’de dönüş-yörünge etkileşimlerinden yararlanarak yazma akımı büyük ölçüde azaltılabiliyor, bu da güç tüketimini aşağı çekiyor. Ayrıyeten bellek okuma ve yazma akımı yolları farklı olduğundan, araştırmacılar başlangıçta saklanan bedellerdeki mümkün bozulmaların okuma yahut yazma sırasında da küçük olacağını düşündüler. Ne yazık ki daha sonrasında durumun bu biçimde olmadığı ortaya çıktı.
Japonya’daki Tokyo Bilim Üniversitesi’nden araştırmacılar, 2017’de SOT-RAM’lerin depolanmış bir pahası okurken ek bir düzensizlikle karşılaştığını bildirdi. Klasik SOT-RAM’lerde okuma akımı aslında yazma akımının yolunun bir kısmını paylaşmakta. Bir kıymet okunurken, okuma süreci Spin Hall tesiri niçiniyle istikrarsız akımlar üretiyor. Sonuç olarak SOT-RAM’lerde okuma fonksiyonu daha inançsız ve kararsız hale geliyor.
Prof. Kawahara ve meslektaşları, bu sorunu çözmek için yakın vakitte IEEE Transactions on Magnetics‘te yayınlanan öteki bir çalışma yürüttüler. Takım, SOT-RAM’ler için bu yeni okuma bozukluğu kaynağını geçersiz kılabilecek yeni bir okuma sistemi buldu. özetlemek gerekirsesı, takımın fikirleri orjinal SOT-RAM yapısını çift taraflı bir okuma yolu oluşturacak biçimde değiştirme tekniğini temel alıyor. Bir kıymet okunurken okuma akımı manyetik katmanlardan birebir anda iki zıt tarafta seyrediyor. Buna noktada her iki tarafta üretilen dönüş akımlarının ürettiği manyetik bozulmalar birbirini etkisiz hale getiriyor.
Bellek okuma sorunlarındaki ana kaynağın gerisindeki teoriyi güçlendirmeye ek olarak, araştırmacılar önerilen formlarının aktifliğini doğrulamak için bir dizi simülasyon gerçekleştirdiler. Manyetik katmanlar ve çeşitli aygıt sistemleri için üç farklı tipte ferromanyetik materyal test ettiler. Prof. Kawahara’nın belirttiği üzere sonuçlar epeyce olumluydu:
“Önerilen usulün SOT-RAM’deki klasik okuma yoluna kıyasla tüm materyal parametreleri ve aygıt geometrileri için okuma bozukluğunu en az 10 kat azalttığını doğruladık.”
Araştırma takımı, gerçek bir SOT-RAM’de kullanılacak dizi tiplerinin performansını test etti. Bu testler kıymetli zira bir dizi yapısındaki okuma yolları her bir bellek hücresinin pozisyonuna bağlı olarak kusursuz biçimde dengelenmez. Sonuçlar, yaklaşık 1.000 bellek hücresini birbirine bağlarken bile okuma problemlerini düşürmenin mümkün olduğunu gösteriyor. Grup artık daha fazla sayıda entegre hücreye ulaşmak için formlarını geliştirmeye çalışıyor.
Bu çalışma, şahsi bilgisayarlardan ve taşınabilir aygıtlardan büyük ölçekli sunuculara kadar düşük kuvvetli elektronikte yeni bir çağın yolunu açabilir. Elde ettiği sonuçlardan şad olan Prof. Kawahara şunları söylüyor:
“Yeni kuşak SOT-RAM’lerin mevcut STT-RAM’lerden epey daha düşük yazma akımları kullanımını ve bunun da değerli ölçüde güç tasarrufu sağlamasını bekliyoruz. Çalışmamızın sonuçları, ticarileştirilmeleri için gerekli olacak olan SOT-RAM’lerin ticarileştirilmesi için gerekli olan doğal sıkıntılarından birinin çözülmesine yardımcı olacak.“