Magnetoresistive Random Access Memori
Sebuah komputer tidak akan bekerja tanpa adanya memori sebagai perangkat penyimpanan informasi. Saat ini, kebutuhan memori tidak hanya terpaku pada besarnya informasi yang bisa ditampung, tetapi juga kepada besarnya kecepatan akses informasi dari memori tersebut. Oleh karena itu, teknologi memori selalu dikembangkan untuk mendapatkan terobosan-terobosan baru dalam meningkatkan kinerja memori baik dalam hal kapasitas menyimpan informasi maupun kecepatan akses informasi.
Secara umum, memori dibedakan atas volatile dan non-volatile. Memori yang bersifat volatile akan kehilangan informasi yang disimpannya jika supply energy dihentikan. Contoh dari volatile memori adalah RAM, Random Access Memori. RAM merupakan memori utama sebuah komputer, bertugas untuk menerima informasi kemudian menyimpannya untuk digunakan ketika dibutuhkan. Kegunaan RAM antara lain sebagai perangkat penyimpanan informasi sementara. Informasi yang terdapat di dalam RAM dapat diakses dalam waktu yang tetap serta tidak memperdulikan letak data tersebut.[MRM.1996]
Non-volatile memori akan tetap menyimpan informasi walaupun supply energy dihentikan. Contoh dari non-volatile memori adalah ROM, Read Only Memory. ROM merupakan sebuah contoh dari Progammable Logic Device, yakni perangkat yang dapat diprogram untuk menyimpan informasi spesifik untuk perangkat keras komputer. [MRM.1996]
Kebutuhan akan memori yang begitu tinggi telah membuat berbagai macam teknologi baru ditemukan. Salah satu jenis memori terbaru yang dikatakan oleh sebagian orang akan menjadi memori yang paling dominan dimasa depan adalah MRAM, Magnetoresistive Random Access Memory.
MRAM
MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) merupakan sebuah non-volatile memori, menggunakan muatan magnet untuk menyimpan data dan bukan muatan listrik seperti pada SRAM atau DRAM. MRAM telah dikembangkan sejak tahun 1990-an. [WKD.2008]
Meskipun teknologi ini sudah dikembangkan sejak 1990-an, MRAM secara formal diperkenalkan pertama kali oleh IBM pada tahun 2007. Selanjutnya, berbagai developer lain seperti NVE dan Thosiba, mulai bermunculan dengan produk MRAM-nya masing-masing.
Arsitektur MRAM
Arsitektur MRAM merupakan sebuah aplikasi dari spintronics (putaran elektron) yang mengkombinasikan teknologi Magnetik-Tunnel-Junction (MTJ) dan teknologi CMOS. [IBM.2006]
Magnetik-Tunnel-Junction (MTJ) tersusun atas sebuah layer magnetik permanen, dielectric tunnel barrier, dan sebuah layer magnetik bebas.
sumber: http://www.research.ibm.com/journal/rd/501/maffitt.pdf
Layer magnetik permanen memiliki arah magnetik (polarisasi) yang tidak dapat diubah selama operasi, sedangkan layer magnetik bebas memiliki arah magnetik (polarisasi) yang dapat diubah dengan mengaplikasikan medan magnetik yang cukup.
Informasi pada MRAM disimpan pada layer sebelah atas (layer magnetic bebas) dengan memaksa elektron pada dielectric tunnel (tunnel insulator) berputar pada arah-arah tertentu. Informasi pada MRAM diambil dengan mengukur jumlah arus yang bergerak melalui tunnel insulator, yang tergantung pada arah putaran elektron pada layer sebelah atas.
Operasi Read
Operasi Read dihasilkan dengan mengukur resistansi listrik dari sebuah cell. Berdasarkan efek tunnel magnetic, resistensi elektrik dari sebuah cell akan berubah menurut orientasi dari medan magnet pada dua buah layer magnetic MTJ. Ketika kita menyalurkan arus kepada MTJ, elektron akan bergerak kemudian berputar serta terpolarisasi oleh layer magnetik. Jika polarisasi magnetik pada kedua layer sama, maka resistansi kecil akan terdeteksi dan merepresentasikan 0. sebaliknya, jika polarisasi magnetik pada kedua layer tidak sama, maka resistensi besar akan terdeteksi dan merepresentasikan 1. [IBM.2006]
Operasi Write
Sumber: http://www.eetasia.com/ART_8800455592_499486_NT_d22611aa.HTM
Menulis bit pada MRAM dapat dilakaukan karena adanya perbedaan polarisasi pada elektron diantara layer-layer magnetik. Dalam formasi yang paling sederhana, sebuah cell terletak diantara sepasang lintasan tulis, yakni lintasan atas dan lintasan bawah. Untuk menulis “1” secara stimultan diberikan arus yang mengalir melalui lintasan atas dan bawah yang menimbulkan medan magnet dan kemudian merubah arah putaran elektron yang akan merubah resistansi junction. Menulis “0” membutuhkan proses yang sama kecuali bahwa arus yang mengalir pada elektroda atas mengalir dalam arah yang berbeda. [IBM.2006]
Kelebihan MRAM
MRAM memiliki beberapa kelebihan dibandingkan memori-memori sebelumnya. Kelebihan-kelebihan itu antara lain:
Dengan berbagai macam kelebihan yang dia punya, MRAM memiliki berbagai macam manfaat. Di dalam dunia aplikasi komersial, MRAM berguna untuk menyimpan data ketika system mengalami crash. Sedangkan pada dunia aplikasi hiburan(game misalnya), keberadaan MRAM digunakan pada feature resume, dimana pemain tidak akan kehilangan permainannya ketika terjadi mati listrik. MRAM juga memiliki manfaat untuk system keamanan dengan mengatur enkripsi. Parameter enkripsi dapat disimpan dengan cepat dan dipertahankan selama system mati.
MRAM diprediksi akan menggantikan keberadaan semua jenis memori saat ini, baik itu SRAM, DRAM, flash, maupun ROM. Dengan adanya MRAM kebutuhan berbagai jenis memori telah tersatukan. Inilah sebabnya banyak pakar yang memprediksi bahwa MRAM akan menjadi sebuah universal memori yang sebenarnya.
Referensi:
“Design considerations for MRAM”. http://www.research.ibm.com/journal/rd/501/maffitt.pdf [13 Desember 2008, pukul 09.00]
“IBM, Infineon Develop Most Advanced MRAM Technology to Date“ http://domino.research.ibm.com/comm/pr.nsf/pages/rsc.mramvlsi.html? Open&printable[13 Desember 2008, pukul 09.00]
Mano, M. M., Kime, Charles R. 1996. Logic and Computer Design Fundamentals. NJ:Prentice Hall.
“MRAM”.http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetoresistive_Random_Access_Memory[10 Desember 2008, pukul 20.00]
“MRAM”.http://www.eetasia.com/ART_8800455592_499486_NT_d22611aa.HTM[13 Desember 2008, pukul 10.00]
Secara umum, memori dibedakan atas volatile dan non-volatile. Memori yang bersifat volatile akan kehilangan informasi yang disimpannya jika supply energy dihentikan. Contoh dari volatile memori adalah RAM, Random Access Memori. RAM merupakan memori utama sebuah komputer, bertugas untuk menerima informasi kemudian menyimpannya untuk digunakan ketika dibutuhkan. Kegunaan RAM antara lain sebagai perangkat penyimpanan informasi sementara. Informasi yang terdapat di dalam RAM dapat diakses dalam waktu yang tetap serta tidak memperdulikan letak data tersebut.[MRM.1996]
Non-volatile memori akan tetap menyimpan informasi walaupun supply energy dihentikan. Contoh dari non-volatile memori adalah ROM, Read Only Memory. ROM merupakan sebuah contoh dari Progammable Logic Device, yakni perangkat yang dapat diprogram untuk menyimpan informasi spesifik untuk perangkat keras komputer. [MRM.1996]
Kebutuhan akan memori yang begitu tinggi telah membuat berbagai macam teknologi baru ditemukan. Salah satu jenis memori terbaru yang dikatakan oleh sebagian orang akan menjadi memori yang paling dominan dimasa depan adalah MRAM, Magnetoresistive Random Access Memory.
MRAM
MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) merupakan sebuah non-volatile memori, menggunakan muatan magnet untuk menyimpan data dan bukan muatan listrik seperti pada SRAM atau DRAM. MRAM telah dikembangkan sejak tahun 1990-an. [WKD.2008]
Meskipun teknologi ini sudah dikembangkan sejak 1990-an, MRAM secara formal diperkenalkan pertama kali oleh IBM pada tahun 2007. Selanjutnya, berbagai developer lain seperti NVE dan Thosiba, mulai bermunculan dengan produk MRAM-nya masing-masing.
Arsitektur MRAM
Arsitektur MRAM merupakan sebuah aplikasi dari spintronics (putaran elektron) yang mengkombinasikan teknologi Magnetik-Tunnel-Junction (MTJ) dan teknologi CMOS. [IBM.2006]
Magnetik-Tunnel-Junction (MTJ) tersusun atas sebuah layer magnetik permanen, dielectric tunnel barrier, dan sebuah layer magnetik bebas.
sumber: http://www.research.ibm.com/journal/rd/501/maffitt.pdfLayer magnetik permanen memiliki arah magnetik (polarisasi) yang tidak dapat diubah selama operasi, sedangkan layer magnetik bebas memiliki arah magnetik (polarisasi) yang dapat diubah dengan mengaplikasikan medan magnetik yang cukup.
Informasi pada MRAM disimpan pada layer sebelah atas (layer magnetic bebas) dengan memaksa elektron pada dielectric tunnel (tunnel insulator) berputar pada arah-arah tertentu. Informasi pada MRAM diambil dengan mengukur jumlah arus yang bergerak melalui tunnel insulator, yang tergantung pada arah putaran elektron pada layer sebelah atas.
Operasi Read
Operasi Read dihasilkan dengan mengukur resistansi listrik dari sebuah cell. Berdasarkan efek tunnel magnetic, resistensi elektrik dari sebuah cell akan berubah menurut orientasi dari medan magnet pada dua buah layer magnetic MTJ. Ketika kita menyalurkan arus kepada MTJ, elektron akan bergerak kemudian berputar serta terpolarisasi oleh layer magnetik. Jika polarisasi magnetik pada kedua layer sama, maka resistansi kecil akan terdeteksi dan merepresentasikan 0. sebaliknya, jika polarisasi magnetik pada kedua layer tidak sama, maka resistensi besar akan terdeteksi dan merepresentasikan 1. [IBM.2006]
Operasi Write
Sumber: http://www.eetasia.com/ART_8800455592_499486_NT_d22611aa.HTMMenulis bit pada MRAM dapat dilakaukan karena adanya perbedaan polarisasi pada elektron diantara layer-layer magnetik. Dalam formasi yang paling sederhana, sebuah cell terletak diantara sepasang lintasan tulis, yakni lintasan atas dan lintasan bawah. Untuk menulis “1” secara stimultan diberikan arus yang mengalir melalui lintasan atas dan bawah yang menimbulkan medan magnet dan kemudian merubah arah putaran elektron yang akan merubah resistansi junction. Menulis “0” membutuhkan proses yang sama kecuali bahwa arus yang mengalir pada elektroda atas mengalir dalam arah yang berbeda. [IBM.2006]
Kelebihan MRAM
MRAM memiliki beberapa kelebihan dibandingkan memori-memori sebelumnya. Kelebihan-kelebihan itu antara lain:
- Teknologi MRAM dapat mempertahankan keberadaan data yang disimpan pada dirinya ketika supply energi dihentikan. (non-volatile)
- Memiliki kecepatan tulis dan baca yang lebih cepat dibandingkan dengan teknologi lain termasuk Flash RAM dan EEPROM
- Tidak seperti DRAM yang membutuhkan aliran listrik yang konstan untuk menjaga integritas data, MRAM hanya membutuhkan sedikit listrik untuk menyimpan data.
- Memiliki densitas yang tidak kalah dengan DRAM
Dengan berbagai macam kelebihan yang dia punya, MRAM memiliki berbagai macam manfaat. Di dalam dunia aplikasi komersial, MRAM berguna untuk menyimpan data ketika system mengalami crash. Sedangkan pada dunia aplikasi hiburan(game misalnya), keberadaan MRAM digunakan pada feature resume, dimana pemain tidak akan kehilangan permainannya ketika terjadi mati listrik. MRAM juga memiliki manfaat untuk system keamanan dengan mengatur enkripsi. Parameter enkripsi dapat disimpan dengan cepat dan dipertahankan selama system mati.
MRAM diprediksi akan menggantikan keberadaan semua jenis memori saat ini, baik itu SRAM, DRAM, flash, maupun ROM. Dengan adanya MRAM kebutuhan berbagai jenis memori telah tersatukan. Inilah sebabnya banyak pakar yang memprediksi bahwa MRAM akan menjadi sebuah universal memori yang sebenarnya.
Referensi:
“Design considerations for MRAM”. http://www.research.ibm.com/journal/rd/501/maffitt.pdf [13 Desember 2008, pukul 09.00]
“IBM, Infineon Develop Most Advanced MRAM Technology to Date“ http://domino.research.ibm.com/comm/pr.nsf/pages/rsc.mramvlsi.html? Open&printable[13 Desember 2008, pukul 09.00]
Mano, M. M., Kime, Charles R. 1996. Logic and Computer Design Fundamentals. NJ:Prentice Hall.
“MRAM”.http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetoresistive_Random_Access_Memory[10 Desember 2008, pukul 20.00]
“MRAM”.http://www.eetasia.com/ART_8800455592_499486_NT_d22611aa.HTM[13 Desember 2008, pukul 10.00]
Available link for download
alternative link download
Magnetoresistive Random Access Memori
Reviewed by renata
on
4:12 AM
Rating:
Reviewed by renata
on
4:12 AM
Rating: