About / Advertise
Nya arkitekturer, lägre matningsspänning och innovativa spela-död- lägen. Det är några metoder för att minska SRAM-minnets effektförbrukning.
Bärbara batteridrivna produkter har en gemensam nämnare - effektförbrukningen måste hållas nere. SRAM-minnestillverkare som siktar på denna marknadsnisch tar därför till allehanda effektbesparande knep. I marknadsföringen klassificeras minnenas effektförbrukning sedan som låg, superlåg och ultralåg. Vissa minnen kallas till och med nolleffektsminnen.
Att skruva ner matningsspänningen är självklart en metod. Det första 1,8 V- matade minnet introducerade på marknaden för ett år sedan av Samsung, som är marknadens största SRAM-minnesleverantör. Under året har fler 1,8 V-matade kretsar sett dagens ljus, exempelvis från konkurrenterna Mitsubishi och Cypress. Även viloströmmen är mycket låg - 1 μA eller ännu lägre.
Haken med låg matningspänning är som bekant att prestandan blir lidande. Men i exempelvis mobiltelefoner, en produkt som slukar många av dagens SRAM-kretsar, klarar man sig ofta med ganska långa åtkomsttider, kanske runt 100 ns. Huvudsaken är att effektförbrukningen är låg.
Spela-död-lägen
För att strypa effektförbrukningen ytterligare har vissa SRAM-minnen dessutom avancerade väntelägen som exempelvis ZZ eller Stopclock. I ZZ-läge, eller sovläge som det också kallas, stängs alla oväsentliga delar av kretsen av för att spara effekt.
Dessvärre kan det ta flera klockcykler för kretsen att "somna och vakna" och metoden kan därför endast användas när timingen inte är kritisk. Som namnet antyder kan funktionen Stopclock användas för att stänga av klockan. Funktionen finns av naturliga skäl endast för synkrona minnen.
En annan tydlig trend är att byta ut minnenas grundläggande byggblock - minnescellen. För några år sedan byggde de flesta SRAM-minnen på 4T-cellen, en minnescell med fyra transistorer plus två resistanser som placerades ovanpå transistorerna. 4T-cellen, eller 4T2R som den också kallas, krävde mindre yta än föregångaren - en cell med sex transistorer. Mindre yta innebar lägre pris och det enda kruxet var att 4T-cellens två resistanser drog ström och därmed effekt. Den ökade effektförbrukningen sågs inte som något större problem - då.
Resistanserna blev däremot allvarliga stötestenar när kiselgeometrierna sedan krympte samtidigt som antalet celler i varje krets ökade. Resistorerna satt helt enkelt i vägen - de hindrade önskade krympningar och slösade dessutom effekt. Några företag bytte då ut resistorerna mot en tunnfilmstransistor - TFT. Haken var att sådana minnena visade sig vanskliga att tillverkare.
Flera SRAM-leverantörer valde därför att ta steget tillbaka till en arkitektur med sex transistorer.
Sex transistorer tar visserligen mer plats en fyra. Å andra sidan är 6T-cellen lättare att krympa jämfört med 4T2R-varianten.
Nytänkande från kiseltillverkarnas sida lindrar dessutom problemet med den ökade ytan. Cypress använder exempelvis den patenterade SAC-metoden, där SAC står för Self-Aligned Contact, som sägs ge en yta fullt jämförbar med 4T2R-cellen. Och kanske lika viktigt - effektförbrukningen blir mycket lägre. Som grädde på moset blir dessutom cellen stabilare, den blir alltså en pålitligare datalagrare.
Företagets nya SRAM-minnen bygger numera på sextransistorcellen. Ett exempel är det nylanserade lågeffektsminnet CY7C1021, som är företagets första 0,35 μm- SRAM.
Charlotta von Schultz
