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混載MRAMの高速読み出し/書き換え技術を開発ルネサスが「VLSI 2022」で発表(2/2 ページ)

» 2022年06月17日 09時30分 公開
[村尾麻悠子EE Times Japan]
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テストチップで5.9ナノ秒の読み出し時間を達成

 ルネサスはこれらの技術を適用し、22nmロジック混載MRAMプロセスで試作した32MビットのMRAMメモリセルアレイを搭載したテストチップを用意。このテストチップを評価したところ、最大接合温度150℃において、5.9ナノ秒のランダムリードアクセス時間を達成。書き換えスループットでは、従来方式に比べて3.9倍となる5.8Mバイト/秒を実現した。

ルネサスが試作した、MRAMメモリセルアレイを搭載したテストチップの概要[クリックで拡大] 出所:ルネサス エレクトロニクス
テストチップを用いて読み出し/書き換え動作を評価した結果[クリックで拡大] 出所:ルネサス エレクトロニクス

「クロスオーバー領域」に向け、MCUのさらなる高性能化を目指す

 近年、IoT(モノのインターネット)やAI(人工知能)技術の進歩により、民生機器や産業機器では、より高い処理性能が求められるようになっている。その処理性能は、従来のMCUとMPUのちょうど中間に当たる領域であることから、「クロスオーバー領域」とも呼ばれる。

MCU/MPUの中間に位置する「クロスオーバー領域」[クリックで拡大] 出所:ルネサス エレクトロニクス

 ルネサスは、「BOMコストが低く、従来の組み込み開発環境の資産を生かせるMCUで、このクロスオーバー領域をカバーするには、MCUのさらなる高性能化が要求される。さらに、メモリでもコスト低減は必須の要件である」と説明する。

 MCUの処理性能を上げる(つまりCPUの動作周波数を上げる)には、より微細なプロセスを適用することが一般的だ。ロジックプロセスでは、7nm、5nmといった最先端プロセスが登場しているが、「不揮発メモリが混載されるプロセスの最先端は、現在ルネサスがフラッシュ混載MCUを製造している28nmが最先端である」(同社)

 28nm以降の先端プロセスに混載する不揮発メモリには、前工程で形成されるフラッシュメモリよりも、配線工程で形成されるMRAMの方が、混載プロセスの開発が容易で、製造コストも安くなる。

 ルネサスとしては、まずはMCUの性能を引き上げることでクロスオーバー領域をカバーする方針だ。ルネサスは現在、動作周波数が1GHz付近では、MPUである「RZ」ファミリーを展開している。一方、主要なMCUである独自コアの「RX」ファミリーやArmコアの「RA」ファミリーでは、最大周波数が240MHzや200MHzとなっている。「不揮発メモリを混載したMCUは使い勝手が優れているので、今回発表した混載MRAMの技術開発を続けながら、クロスオーバー領域に向けて、今後もMCUのさらなる高性能化を目指していく」(ルネサス)

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