MRAM o RAM magnetorresistiva: una gran revolución a un paso de llegar a los móviles

Puede que los dispositivos no cambien pero desde luego sí lo hacen sus componentes internos. El caso de una cadena que siempre será una cadena, pero en la que cada uno de sus eslabones evoluciona para ser cada vez más robusto y duradero. En los móviles tenemos sus componentes internos. Siempre necesitaremos una pantalla, pero ésta puede ir avanzando conforme la tecnología lo permite.

Uno de los puntos que evoluciona más lentamente, pero aun así sigue avanzando, es el caso de las memorias RAM. Desde hace ya algunas generaciones empleamos la DRAM para los teléfonos móviles y otros muchos dispositivos, pero esta memoria dinámica está cerca de ser reemplazada por la memoria magnetorresistiva. Ya veremos cuán cerca está, pero Samsung piensa desvelar novedades muy pronto. La cuestión es, ¿sabemos qué es y en qué nos afectará?

De la DRAM a la MRAM

En el interior de los teléfonos móviles hay más memorias aparte de las que normalmente se utilizan a efectos del marketing de los terminales. Está la RAM, está el almacenamiento interno y también tenemos la memoria que forma parte del propio procesador. Las memorias caché que ayudan al funcionamiento de la CPU y la GPU y que forman parte del llamado SoC, que tradicionalmente llamamos procesador y que ahora Qualcomm pretende que empiece a llamarse plataforma.

Las memorias RAM son en estos momentos del tipo DRAM. Memorias efímeras de acceso dinámico y que en la mayoría de teléfonos móviles de gama media y alta ya se encuentran en su cuarta generación. Low Power Double Data Rate 4, o LPDDR4, son ya bastante comunes en los smartphones y también es este tipo de memoria el que se encuentra en el interior del procesador.

Estas memorias LPDDR4 emplean el mismo sistema que las anteriores generaciones pero son capaces de reducir la tensión de funcionamiento, de forma que disponen de su propio sistema de ahorro de energía (Low Power). La principal característica de esta memoria RAM es que muy veloz pero también es efímera. Una vez desconectamos la memoria, la RAM se vacía o drena y con ella desaparecen todos los procesos temporales que tuviese almacenados.

Aunque puede resultar un proceso realmente veloz, cuando volvemos a conectar el dispositivo éste debe reiniciar los procesos y, de nuevo, volver a cargar la memoria RAM con esos datos de intercambio que emplea constantemente en sus procesos. Es por ello que desde hace tiempo se investiga la MRAM, que dista mucho de ser una tecnología nueva aunque ahora podría ser mucho más viable.

Sobre electrones va la cosa

Tenemos que remontarnos hasta el año 1989 para poder empezar a entender desde cuándo se está investigando este nuevo tipo de memoria que ahora Samsung estaría a punto de presentar. Toshiba, por ejemplo, ya trabajó en ella orientándola a los teléfonos móviles en el año 2012. En el próximo Foundry Forum, y según apuntan todos los rumores y algunas filtraciones, Samsung daría vía libre a la fabricación de memoria magnetorresistiva para teléfonos móviles, pero antes veamos en qué consiste.

Al contrario que la DRAM actual, la conocida como MRAM o RAM magnetorresistiva sería permanente, como si de un disco SSD se tratase pese a contar con una velocidad muy superior a la que actualmente logran las actuales LPDDR4 en móviles y DDR4 en otros sistemas. La MRAM emplea campos magnéticos para el procesamiento de la memoria y almacena sus 0 y 1 en los spin de los electrones contenidos en ella.

Esta memoria MRAM se construye a base de celdas de almacenamiento magnético. Así, con un par de imanes separados por un pequeño aislante, la memoria cuenta con un sistema interno capaz de modificar el spin de los electrones de esta celda, de forma que puede obtener valores de 0 y 1 de forma permanente ya que el propio spin también lo sería, incluso cuando la memoria dejase de recibir energía con, por ejemplo, el teléfono apagado.

El procedimiento STT que hemos descrito, Spin-Transfer Torque, parece ser el empleado por Samsung para sus nuevas memorias, y permitiría que la memoria MRAM mantuviese una fotografía fija de su estado antes de desconectarse. Eso facilitaría, entre otras cosas, el encendido inmediato de los sistemas que la contuviesen. Como si el teléfono móvil se congelase en lugar de desconectarse.

Procesadores más eficientes, teléfonos más veloces

La memoria MRAM aportaría numerosas ventajas al funcionamiento de los teléfonos móviles y otros sistemas como el famoso IoT, dado que permitiría operar con mucha menos energía y ofrecería velocidades 100.000 veces superiores a la de las actuales memorias NAND. Así, se podrían introducir memorias MRAM en wearables, dispositivos para IoT, sensores de todo tipo y, por supuesto, teléfonos móviles. Ya sea como memorias principales o en el interior de procesadores.

Otro importante aspecto de estas memorias MRAM es que no precisan de un constante flujo de electricidad como las actuales memorias DRAM. Simplemente se aplica esta electricidad en el momento de la lectura y la escritura, pudiendo permanecer las celdas apagadas el resto del tiempo. Esto ahorra mucha energía en el proceso por no precisarse el drenaje que sí requiere la DRAM.

El 24 de mayo se celebrará el próximo Foundry Forum de Samsung y se espera que el gigante coreano desvele allí modelos de memoria MRAM al haber sido capaz de desarrollar una técnica para construir memorias MRAM de forma eficiente y económica, uno de los principales problemas que se encontraba con esta tecnología en el pasado. Puede que estemos a un paso de ver la siguiente revolución en velocidad en los teléfonos móviles, y ésta no provendrá de los procesadores. O sí, pero de una parte de ellos.

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