Як ми знаємо, енергонезалежну пам'ять STT-MRAM (spin-transfer torque MRAM) в даний час випускає компанія GlobalFoundries за проектом компанії Everspin Technologies. Щільність 40-нм мікросхем STT-MRAM становить всього 256 Мбіт (32 Мбайт), що вигідно компенсується високою швидкістю роботи і більшою стійкістю до руйнування під час операцій очищення, ніж у разі пам'яті NAND. Ці високі якості STT-MRAM дозволяють претендувати магніторезистивної пам'яті із записом даних за допомогою перенесення спинового моменту (spin-transfer torque) на місце в процесорі. Як мінімум мова йде про заміну масивів SRAM на масиви STT-MRAM в якості кеш-пам'яті третього рівня (L3). А що ж з кеш-пам'яттю L1 і L2?
На думку фахівців бельгійського дослідницького центру Imec, для використання магніторезистивної пам'яті MRAM як енергонезалежного кешу першого і другого рівнів пам'ять STT-MRAM підходить не дуже добре. На цю роль претендує більш досконалий варіант магніторезистивної пам'яті, а саме - SOT-MRAM (spin-orbit torque MRAM). Запис в комірку SOT-MRAM також відбувається спін-поляризованим струмом, але тільки у вигляді передачі обертального моменту, використовуючи для цього спін-орбітальний момент електронів.
Принципова різниця полягає в схемі управління тунельним переходом у складі комірки пам'яті і в методі запису. Так, комірка STT-MRAM являє собою бутерброд з двох тонкоплінкових структур (розділених діелектриком), одна з яких має постійну намагніченість, а друга «вільну» - залежну від поляризації додатного струму. Запис і читання даних з такої комірки відбуваються однаково при пропусканні струмів перпендикулярно через тунельний перехід. Таким чином знос комірки відбувається як під час запису, так і під час читання, хоча при читанні струму значно менше, ніж при записі.
Комірка з тунельним переходом SOT-MRAM, що також містить вільний шар і шар з постійною спробою, записується струмом, який рухається вздовж тунельного переходу, а не через всі шари. Зміна «геометрії» подачі струму, заявляють в Imec, значно підвищує як стійкість комірки до зносу, так і швидкість перемикання шару. При порівнянні роботи комірок STT-MRAM і SOT-MRAM, випущених на одній і тій же пластині типорозміру 300 мм, для SOT-MRAM стійкість до зносу перевищила 5· 1010, а швидкість перемикання комірки (запис) знизилася з 5 нс до 210 пс (пікосекунд) Споживання при цьому було на низькому рівні, що дорівнює 300 пДж (пікоджоулів).
Особливий шарм всієї цієї історії полягає в тому, що в Imec показали можливість випускати пам'ять SOT-MRAM на штатному обладнанні на 300-мм кремнієвих підкладках. Інакше кажучи, на практичному рівні довели можливість запуску масового виробництва пам'яті типу SOT-MRAM.
