次世代垂直磁化MTJと非対称磁場補正技術を用いたキャッシュメモリ向け低電力高密度STT-MRAM

摘要

近年のプロセッサにおける性能向上はキャッシュメモリの増大に頼っている。しかしながら、従来のキャッシュメモリでは、SRAMのリーク電力や大きなセルサイズが課題として知られている。キャッシュメモリの低電力化と省面積化を同時に実現する技術として、MTJの利用が期待されている。MTJを利用したキャッシュメモリでは、書き込み電力の低減とロジックCMOSとのインテグレーションが課題である。本稿では上記の課題を解決するために、次世代MTJの開発、低温インテグレーション技術、そしてキャッシュメモリのデータの非対称性を利用した非対称磁場補正技術を開発した。提案技術を使用することで、7％のパフォーマンスオーバーヘッドで60％のキャッシュメモリの電力削減が可能なことを示した。