Одной из нерешенных проблем полупроводниковой индустрии является высокое энергопотребление и тепловыделение микрочипов. Снижение TDP процессоров позволило бы создавать компактные и бесшумные системы без ущерба для производительности. Ученые Toshiba полагают, что это возможно посредством перехода на магниторезистивную кэш-память типа SST-MRAM (spin-transfer torque magnetoresistive random access memory). Замена ею стандартного SRAM-кэша второго уровня способна снизить энергопотребление процессора максимум на 60%.

Кремниевая пластина

Недостатком памяти SRAM является то, что при прекращении питания содержащиеся в ней данные не сохраняются, поэтому для SRAM необходимо бесперебойное питание ячеек. У MRAM иная архитектура, основанная на магнитных элементах, а специалисты Toshiba еще и изобрели способ записывать в нее данные с минимальными токами утечки, сократив потребность кэша в электропитании на 80%.

Предыдущие попытки внедрить MRAM были неудачными ввиду того, что память этого типа не была достаточно быстрой при умеренном энергопотреблении, а ее ускорение приводило к еще большей «прожорливости» по сравнению с обычным кэшем на базе SRAM. В Toshiba сделали ход конем, использовав элементы DRAM и SRAM для ускорения магниторезистивной памяти с сохранением малых токов утечки. Время считывания данных составило 4,1 нс, время записи — 2,1 нс, что вполне сопоставимо с цифрами, демонстрируемыми кэш-памятью SRAM.

SST-MRAM

Toshiba полагает, что технология будет востребована, прежде всего, производителями мобильных SoC, но сфера ее применения не ограничится одними лишь гаджетами, ведь SST-MRAM, кроме прочего, претендует на роль универсальной ОЗУ — преемника оперативной и флеш-памяти. В том же направлении, кстати, работает и HP (Hewlett-Packard).


Источник:
ExtremeTech

Прислал VINRARUS