Samsung fait un pas de plus pour imposer la mémoire MRAM, mais qu’est-ce que c’est ?

Samsung Foundry, a passé des mois à développer un nouveau système informatique qui utilise une mémoire MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory). Les résultats de cette recherche ont été postés dans un article publié sur Nature. Une nouvelle étape a été franchie qui permet d’imaginer à terme que la mémoire MRAM remplace la mémoire SRAM utilisée massivement dans l’informatique actuelle.

Il s’agit d’une version améliorée des modules DRAM qui permettent de stocker et de traiter des données. Aujourd’hui, Samsung a confirmé la première démo et l’intention de produire massivement cette nouvelle architecture. Mais la MRAM n’est pas récente, son développement remonte à plusieurs décennies.

Qu’est-ce que la MRAM ?

La MRAM a fait ses débuts en 1984 lorsque le Dr. Arthur Pohm et le Dr. Jim Daughton travaillaient tous les deux pour le groupe Honeywell. Les deux scientifiques ont conçu un nouveau type de mémoire à magnétorésistance non volatile offrant un accès aléatoire et une densité élevée. En 1989, le Dr. Daughton a quitté Honeywell pour créer sa propre entreprise, Nonvolatile Electronics Inc. Il a également conclu un accord avec Honeywell pour sous-licencier la technologie MRAM.

La MRAM a connu un grand essor en 1995 lorsque la Defence Advanced Research Projects Agency (DARPA) aux États-Unis a financé trois consortiums privés pour effectuer des recherches sur la viabilité de la conception de la MRAM. Ces consortiums étaient dirigés par IBM, Motorola et Honeywell.

Depuis 1995, Hewlett Packard Enterprise, Matsushita, NEC, Fujitsu, Toshiba, Hitachi, Siemens et d’autres sociétés ont tous investi dans la technologie MRAM. Certaines des avancées les plus notables de la MRAM sont venues de petites entreprises telles qu’Everspin Technologies Inc. et Avalanche Technology. La MRAM est déjà utilisée dans des secteurs tels que l’aérospatiale, l’automobile, les dispositifs médicaux et l’énergie.

Au lieu de stocker une charge, la MRAM stocke l’orientation magnétique. Contrairement à la DRAM, qui utilise une charge électrique pour déterminer si un bit est un 1 ou un 0 binaire, la mémoire magnétorésistive utilise une paire de plaques métalliques ferromagnétiques séparées par une fine couche de matériau isolant. Sa fabrication est compliquée, car la couche isolante n’a que quelques nanomètres d’épaisseur, ce qui permet aux électrons de la traverser d’une plaque à l’autre.

Qu’est-ce qu’apporte la MRAM ?

La MRAM existe depuis de nombreuses années, mais son adoption a été lente, en partie à cause de problèmes de fabrication, mais aussi parce que les puces contiennent relativement peu de données, ce qui les rend adaptées uniquement à des cas d’utilisation spécifiques. Malgré cela, la MRAM a fait des percées régulières dans un certain nombre d’industries, en particulier dans l’aérospatial, la défense, l’automobile ou encore la robotique.

La MRAM peut aider à relever les défis des autres technologies de mémoire. Elle a le potentiel de remplacer à la fois la DRAM et la SRAM, et elle bat la mémoire flash NAND en termes de performances et de durabilité. Cette mémoire est la MRAM (mémoire magnétique) est même un candidat pour remplacer SRAM dans un proche avenir.

Cette mémoire permet également de traiter les données en parallèle à partir de la même puce, ce qui réduit également la consommation d’énergie. Tout cela, en plus, en tenant compte du fait que la mémoire MRAM est une mémoire non volatile. Autrement dit, les données n’ont pas besoin d’énergie pour être conservées, comme les disques durs et les SSD.

Elle est très performante, 1000 fois plus rapide que la mémoire vive DRAM ou la mémoire flash NAND. Enfin, elle est théoriquement inusable, sa durée de vie sera donc très grande. Pour ces raisons, la MRAM est considérée comme une « mémoire universelle » qui pourrait potentiellement s’adapter à un large éventail de cas d’utilisation, de l’informatique au stockage.

L’un des inconvénients des mémoires MRAM, selon Samsung, est leur faible résistance. Cela empêche de profiter des économies d’énergie dans une architecture informatique standard. Dans ce cas, les chercheurs de Samsung ont décidé de s’attaquer à ce problème en concevant une nouvelle puce matricielle MRAM destinée au calcul de l’IA. Ils ont démontré que cette nouvelle puce MRAM peut être utilisée pour l’informatique. La recherche a été menée par Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT) en étroite collaboration avec Samsung Electronics Foundry. Si le sujet vous intéresse, vous trouverez l’article « A crossbar array of magnetoresistive memory devices for in-memory computing » dans Nature.