MRAM (Magnetic RAM)

Aunque si miramos a nuestro alrededor no nos parezca posible, hubo una época en la que no había computadoras o teléfonos móviles en todos lados. Hace unos cincuenta años, en la prehistoria de la informática, solo el estado (en general los ejércitos o los entes encargados de la recaudación de impuestos) tenían acceso a una computadora.Estamos hablando de una época en que lo que hoy denominamos “chip” no existía, y el primer microprocesador estaba a años de llegar. Sin embargo, estas computadoras se las arreglaban para resolver problemas relativamente complejos y a una velocidad que dejaba muy atrás al cálculo manual. En este contexto, las memorias utilizadas no eran precisamente DDR3 ni nada que se le parezca. Se ensayaron varios tipos de memorias, generalmente electromecánicas, que por supuestos era muy caras y voluminosas. Pero la que tuvo varios años de servicio y resulto ser muy fiable fue la memoria de núcleos de ferrita, en las que cada bit era un núcleo (un toroide) por el que pasaban dos alambres que hacían las veces de buses de datos y direcciones. Estas enormes grillas de núcleos de ferrite victimas de la miniaturización, y con la aparición del transistor primero y del microchip mas tarde, desaparecieron del mercado.
Sin embargo, y como algunas modas siempre regresan, hace algunos años, y gracias a la nanotecnologia, se comenzó a trabajar en las que hoy llamamos MRAM, por Memoria Magnética de Acceso Aleatorio, que no son más que las nietas de las viejas memorias de los primeros ordenadores.
Las MRAM utilizan como medio de almacenamiento una célula magnética en lugar de cargas eléctricas como el resto de las memorias “convencionales”.
Desde el punto de vista constructivo, una MRAM no difiere demasiado de las memorias de aquellas computadoras, ya que básicamente consisten en una grilla de conductores con dimensiones cercanas al nanometro, en cuyas intersecciones se generan minúsculos campos magnéticos que se interpretan como bits, cuyo valor (0 o 1) depende de su orientación. La lectura se efectúa haciendo circular una corriente por estos conductores, que presentar un comportamiento diferente según se encuentre con uno u otro sentido de campo.
En el año 2003 se presento un prototipo perfectamente funcional de MRAM, con una capacidad de 128Kb., que estaba realizado utilizando tecnología de 0.18 micrómetros. A mediados del año siguiente, Infineon publico un paper en el que se informaba la creación de la primer MRAM de 16 Mbits. A fines del 2006, la empresa Freescale lanzo al mercado el primer chip MRAM disponible comercialmente, después de más de 10 años de investigaciones. Su principal función será de dotar de memoria de almacenamiento a cámaras digitales, computadoras, tarjetas tipo smart cards y a teléfonos móviles.
Uno de los principales problemas que se debieron solucionar antes de sacar al mercado esta memoria, que será el primer producto de nantotecnologia en ser comercializado de forma masiva, fue el que evitar que al intentar leer o escribir una celda de memoria las que estaban cerca también cambiaran su valor. Esto fue resuelto por la empresa Motorota, donde un grupo de investigadores liderados por el recientemente fallecido Leonid inventó un sistema que según se supo se basa en envíar las cargas eléctricas en dos pasos. Recordemos que Freescale es una empresa de Motorola, que entre otros fabrica los micros utilizados en sus teléfonos móviles, y también los PowerPC G4 que utilizan algunos modelos de MAC.

Por supuesto, no es la unica particularidad que hace que varias empresas inviertan millones en su desarrollo.
MRAM no requiere prácticamente ciclos de refresco. Las memorias RAM tradicionales, como las DRAM basadas en alguna forma de “capacitor” que almacena una carga eléctrica, deben ser leidas completamente y vueltas a escribir miles de veces por segundo, debido a que las corrientes de fuga que presentan harían que la información contenida en ellas se pierda en unos pocos milisegundos.
Respecto a la velocidad de acceso, no hay limitaciones físicas que permitan alcanzar la velocidad de las RAM estaticas utilizadas como cache en los procesadores, lo que da una idea de su potencial. Una MRAM típica tiene una velocidad de 200Mb/s.
La utilización de campos magnéticos en lugar de electrones para codificar los bits supone un gran ahorro de energía eléctrica, por lo que los primeros dispositivos en incorporar estas memorias serán aquellos que dependen de baterías o pilas.
Al igual que las PRAM, las memorias magnéticas, de las cuales MRAM es el exponente mas avanzado tienen un futuro promisorio. En la actualidad, Freescale, que es el líder indiscutido en este tipo de tecnología, tiene más de 200 patentes en USA sobre procesos relacionados con estas memorias. Pero no esta solo, ya que al menos 15 compañías de semiconductores han lanzado o tienen en sus planes inmediatos lanzar algún tipo de memoria magnética.
Si bien tiene un pie anclado en el pasado, las memorias magnéticas ha demostrado su viabilidad en un mundo donde todo se va haciendo cada vez mas pequeño, y de la mano de la nanotecnologia promete en un par de años revolucionar la electrónica de consumo, particularmente debido a su muy bajo consumo y facilidad para ser integrado junto con funciones lógicas CMOS tradicionales.
Aun cuando las predicciones en el mundo de la tecnología suelen fallar estrepitosamente (¿alguien recuerda el “efecto 2k”?), tanto MRAM como otras tecnologías relativamente nuevas, tales como las PRAM, parecen candidatas firmes a reemplazar tipos de memorias existentes.
Como están las cosas, parece muy probable que su próximo teléfono celular o reproductor de MP3 venga equipado con alguno de estos nuevos tipos de RAM.