Everspin демонстрирует самый быстрый SSD - 1,5 миллиона IOPS на запись.

    С конца.
    На мероприятии GLOBAL FOUNDRIES Technical Conference 2016 будет продемонстрирован самый быстрый в мире SSD. Устоявшаяся скорость записи сего накопителя 1,5 миллиона IOPS. Выполнен он в конструктиве NVMe PCIe SSD (само собой - ну, а как еще обеспечить поступление данных с подобной скоростью на входе?). В чем секрет таких скоростей? В основе накопителя новsе 256Мб чипы памяти перпендикулярной ST-MRAM, разработанные Everspin.

   Теперь с начала.
http://www.mram-info.com/stt-mram

    STT-MRAM, также называемый STT-RAM, ST-MRAM или ST-RAM - передовой тип устройств магнитной записи.
STT-MRAM имеет потенциал, чтобы стать ведущей технологией хранения данных, посткольку это запоминающее устройство:
- высокой производительности (в потенциале - быстрее памяти DRAM и даже SRAM);
- плотности (могут производиться по нормам значительно ниже 10нм);
- низкой стоимости (могут бросить вызов стоимости производства флэш-памяти);
... и не забываем - память в основе магнитная, т.е. - ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМАЯ и произвольного доступа (Random-Access Memory)!
    Просто чудесные свойства, не правда ли?
    Исследованиями и разработками устройств MRAM занимается ряд компаний, в числе которых: IBM, Samsung, Everspin, Avalanche Technologies, Spin Transfer Technologies, Crocus.

    STT - Spin-transfer torque. Эффект , при котором ориентация магнитного слоя в магнитных туннельных переходах (или спиновом клапане) может быть изменена с помощью спин-поляризованного тока. 
Электрический ток создается движением носителей заряда - электронов, имеющим свойство, известное как спин, которая является малой величиной углового момента, присущего носителю. Электрический ток, как правило, не поляризован, т.е. состоит из равного количества частиц с противоположными спинами (не уверен - как правильно склоняется это слово). Спин-поляризованный ток создается большим количеством электронов с одинаковым спином.

При пропускании тока через толстый магнитный слой (обычно называемый "фиксированный слой", Fixed Layer), можно создать спин-поляризованный ток. Если этот спин-поляризованный ток направлен (через не-магнитный, "барьерный слой", Barrier Layer - отсюда возникает слово "туннель") во второй, более тонкий магнитный слой ( "свободный слой", Free Layer), угловой момент может быть передан в этот слой, изменяя его ориентацию. Это может привести к  возбуждению колебаний или даже изменению направления намагниченности. Эффекты, как правило, можно увидеть только в нанометровом масштабе устройств (в нанотехнологиях мы разве еще не впереди планеты всей??).
    Собственно, схема перпендикулярной pMTJ STT-MRAM ячейки памяти довольно сложная (приводится в сравнении со структурой планарной (MTJ) ячейки):

    9 августа 2016 Everspin заявил о готовности отгружать пробные партии 256МБ чипов
EMD3D256MB, произведенных по технологии перпендикулярной, pMTJ STT-MRAM. Это уже третье поколение технологии.

    9 сентября 2016 Aupera Technologies анонсировала готовый продукт - SSD в формате M.2. 128МБ модуль Aup-AXL-M128 будет использован в качестве носителя в All-Flash СХД компании. (Что-то не сходится в емкости представленных устройств, или компании путаются в показаниях?...)
http://www.auperatech.com/news/aupera-reveals-mram-enabled-m-2-storage-module-based-everspins-newest-256mb-perpendicular-spin-torque-mram/    - видимо, он и будет представлен на вышеупомянутом шоу.

    Другие типы современной памяти наряду с STT-MRAM и некоторые тренды упрощенно описаны тут и тут

PS   У технологии, несмотря на предельную новизну, уже появился конкурент - "spin–orbit torque", или SOT. Продолжение следует...

PPS    Это кажется - что подобные устройства столь далеки... Как оказалось - несложный поиск приведет к отечественным поставщикам электронных компонентов, в каталоге которых есть модули MRAM от Everspin
    

IBM нашла, как улучшить эксплуатационные характеристики PRAM

    На симпозиуме International Reliability Physics Symposium, прошедшем в конце апреля 2015 в Монтерей, Калифорния, исследователи из IBM представили разработку, позволяющую нивелировать два основных тормозящих PRAM явления - дрейф сопротивления и влияние температуры.

    Указанные два явления препятствовали строительству энергонезависимой памяти (NVM) с многоуровневым хранением (MLC) на базе технологии с изменением фазы (PCM, она же PRAM, она же C-RAM. Различные обозначения одной и той же технологии).

    PCM характеризуется низкой латентностью чтения / записи, высокой пропускной способностью и высокой стойкостью в сочетании с отличной масштабируемостью. Скоростные характеристики PCM располагаются между динамической памятью (DRAM) и флеш-памятью. В потенциале, PCM разделит рынок хранения с другим перспективным типом памяти - магниторезистивной памятью с произвольным доступом (MRAM). MRAM намного быстрее - ее характеристики на уровне SRAM, но зато PCM позволяет строить многоуровневые ячейки, что резко увеличивает плотность размещения и в некоторой степени снижает стоимость хранения. Под многоуровневостью подразумевается наличие промежуточных состояний помимо 0 и 1, которые можно надежно идентифицировать, а не 3D многослойность.
    Теперь ложка дегтя. Точнее - две. Первая - самопроизвольное изменение уровня хранения ячейкой со временем - дрейф (или дрифт?). Он ограничивает количество уровней, с которыми можно работать в ячейке. Понятно - что "разнос" уровней должен в несколько раз превосходить уровень дрифта за период времени гарантированного хранения. Вторая - существенное колебание уровней с изменением температуры.

Toshiba и STT-MRAM. Как минимум - кэш процессора, как максимум - ВСЯ ПАМЯТЬ КОМПЬЮТЕРА

    STT-MRAM.
По скорости ее опережает только дорогенная SRAM.
Энергонезависима (как NAND флеш)
Нет необходимости в регенерации, в отличии от DRAM
Нет драматического износа (как NAND флеш)

Из недостатков - бОльший необходимый для MRAM размер ячейки, чем, допустим, в DRAM. Это обусловлено физикой. Частично проблема решается технологией STT-MRAM, размеры ячейки в которой более близки к размерам DRAM.

    История MRAM по нынешним меркам древняя. Wiki приводит ретроспективу, зачатки датированы аж 1955 годом! В течение столь долгого пути физикой и технологией пытались заниматься многие компании. Toshiba - одна из немногих компаний, последовательно вкладывающих деньги в столь перспективную технологию в течение ряда лет. Возможно, оно окупится сторицей.
    Информационную поддержку оказывает ресурс http://www.mram-info.com 

    Вместе с очередным успехом на технологическом фронте, Toshiba начала прощупывать почву на возможных перспективных полянах.

    "Не пора ли, друзья мои, нам замахнуться на ... Вильяма нашего, Шекспира?? "
Поскольку по результатам испытаний, Toshiba добилась на новых 1-мегабитных STT-MRAM чипах задержки доступа всего в 3,3 наносекунды (что сравнимо с SRAM) при на 80% большей

STT-MRAM для зануд. Тем - кто не может спокойно использовать дивайс, не понимая глубинных основ его функционирования.

    Andrew D. Kent и Daniel C. Worledge взяли на себя труд донести до общественности в не очень заумной форме основы функционирования очень перспективного типа запоминающих устройств - STT-MRAM. Статья опубликована на NATURE NANOTECHNOLOGY.
    И, хотя обывателю пользователю готового устройства в общем-то, по барабану - БЛАГОДАРЯ ЧЕМУ он в новой модели получил СТОЛЬ ВЫСОКИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА, все еще существует прослойка людей, которым это интересно.

    STT-MRAM, если совсем коротко - это комбинация скорости и выносливости в сочетании с произвольным доступом и отсутствием движущихся элементов. К тому же, (!!!) энергонезависимая. Лишена недостатков, присущих всем широко применяемым в настоящее время устройствам памяти - DRAM, HDD и SSD. STT-MRAM прочат как идущую (в перспективе) на замену оперативной памяти, а в более экстремальных прожектах - как "просто память".


http://www.nature.com/nnano/journal/v10/n3/full/nnano.2015.24.html   (на английском)
https://ru.wikipedia.org/wiki/Магниторезистивная_оперативная_память   (русский)

RRAM заменит NAND, а STT-MRAM - DRAM

    По заявлению отдельных аналитиков, в 2018 году эра DRAM прям-таки активно начнет закатываться.
    Yole Developpement подготовила 300-страничный обзор состояния дел в области энергонезависимой памяти. Желающие могут приобрести его за 3.590,00 €. Не желающие этого делать, могут почерпнуть много полезной информации из оглавления отчета :). А краткая 1-страничная квинтэссенция помещена на сайте MRAM-Info.

    На основе анализа технологий и рыночных ожиданий, докладчики сделали вывод о том, что:
- PCM (память с изменением фазы) не слишком перспективна. Коротенькое описание здесь. Реальный проект на этом типе памяти - SSD HGST был анонсирован совсем недавно.
- два потенциальных лидера в технологии - MRAM и Resistive Random Access Memory (ReRAM или RRAM). Коротенько о RRAM здесь.

    MRAM и RRAM при этом, как считают аналитики, разделят рынок по областям применения.
    RRAM, активно продвигаемая Micron, по идее, должна занять рынок корпоративных систем хранения. Хотя, на этой поляне в ближайшие пару лет ей придется еще посоревноваться с STT-MRAM за лидерство.
    В долгосрочной перспективе, RRAM заменит NAND благодаря высокой масштабируемости и низкой стоимости. А вот STT-MRAM, из-за его высокой выносливости, начнет наступление на DRAM.

    Понятие "нескоро" в мире компьютеров весьма относительно. Подчас, оглядываешься на пару лет назад и просто обалдеваешь - как же все стремительно происходит...




http://www.mram-info.com/yole-sees-stt-mram-most-suitable-technology-start-replacing-dram-2018
http://www.mram-info.com/northwest-logic-announces-mram-controller-core-compatible-everspins-st-mram-cihps

Пунктирный обзор перспективных видов памяти - MRAM, MeRAM, TAS MRAM

     MRAM (MagnetoResistive Random-Access Memory)

     Магниторезистивная оперативная память. Разрабатывается с 1990-х годов.
В простейшем случае, каждая ячейка лежит между двумя линиями записи, размещёнными под прямым углом друг к другу, одна над, а другая под ячейкой. Требуются относительно большие токи, С уменьшением размера элемента, индуцированное поле перекрывает соседние ячейки. Из-за этого в памяти MRAM данного типа необходимо использовать ячейки достаточно большого размера. Одним из экспериментальных решений этой проблемы было использование доменов, читаемых и записываемых с помощью эффекта гигантского магнитного сопротивления, но исследования в этом направлении более не проводятся. Техпроцесс порядка 180 нм и более.
    Технология, переноса спинового момента (spin-torque-transfer-STT) или переключение с помощью переноса спина. Уменьшает величину тока, необходимую для записи информации в ячейку памяти. Техпроцесс 65 нм.

    Магниторезистивная память имеет быстродействие, сравнимое с памятью типа SRAM, т.к. ее не надо регенерировать, как DRAM. Такую же плотность ячеек, как SRAM. Меньшее энергопотребление, чем у памяти типа DRAM опять-таки из-за отсутствия регенерации. Она более быстрая и не страдает деградацией по прошествии времени в сравнении с флэш-памятью.