在MRAM這類內(nèi)存寫入時，組件的穿隧氧化層會承受的龐大電壓，使得數(shù)據(jù)的保存、寫入耐久性，以及寫入速度三者往往不可兼得，必須有所權(quán)衡。這意味著即使STT MRAM技術(shù)已經(jīng)接近成熟，其受到的限制仍讓它無法滿足高速 RAM應(yīng)用必須兼具高速寫入、無限耐久性，以及可接受的數(shù)據(jù)保存能力之需求。
 
STT-MRAM是一種高級類型的MRAM設(shè)備。與常規(guī)設(shè)備相比，STT-MRAM 可實現(xiàn)更高的密度、低功耗和更低的成本。STT-MRAM 相對于 Toggle MRAM 的主要優(yōu)勢是能夠擴(kuò)展 STT-MRAM 芯片以更低的成本實現(xiàn)更高的密度。
 
SOT是一種自旋電子效應(yīng)，可望克服STT-MRAM和前幾代MRAM技術(shù)遭遇的限制，而且不需要大幅度改變制程。SOT-MRAM藉由完全免除寫入過程中穿隧氧化層上的高電壓，解決了MRAM的三難困境，并讓組件在本質(zhì)上具備無限耐久性。
 
目前的技術(shù)限制讓MRAM只能作為嵌入式閃存的替代品，因為遭遇保存性、速度和耐久性無法兼得的三難困境，克服該限制之后，開啟了讓MRAM替換各種替換現(xiàn)有內(nèi)存的可能性，包含前一代MRAM無法著墨的高速應(yīng)用閃存與SRAM等。
 
SOT-MRAM的另一個固有優(yōu)勢是免除了數(shù)據(jù)保存時的漏電流問題，也不會受到電離輻射對數(shù)據(jù)的干擾；兩者都是SRAM會有的嚴(yán)重問題。由于寫入速度非常高，SOT-MRAM寫入時的耗能也可望比STT-MRAM低許多，這是系統(tǒng)效能上的一個大躍進(jìn)。
 
SOT與現(xiàn)今的STT-MRAM相同，以自旋轉(zhuǎn)移效應(yīng)為基礎(chǔ)，但不需要磁性層讓電流自旋極化。自旋源自于SOT層材料晶格的自旋軌道互動。
 
SOT-MRAM前景看好的用途，是邊緣裝置中的人工智能(AI)；這類裝置大多采用馮紐曼(von Neumann)架構(gòu)，使用大量的芯片外(off-chip)內(nèi)存。而芯片內(nèi)(on-chip)的SOT-MRAM可以像閃存/工作內(nèi)存一樣運(yùn)作，其速度和耐久性是關(guān)鍵，同時功率也必須要低。
 
微控制器架構(gòu)也可以從SOT-MRAM受益。目前獨(dú)立閃存的“控制儲存”(control store)功能區(qū)塊和SRAM區(qū)塊架構(gòu)，類似于在書架上不斷地重新排列書籍以容納新書。不停交換書架上的書要花很多時間和能量，而那正是微控制器內(nèi)部運(yùn)作的方式。
 
由于SOT-MRAM可以同時實現(xiàn)類似于嵌入式閃存的資料保存能力，而且主存儲器的讀寫周期時間在10ns以內(nèi)，因此它可以使用單個“就地執(zhí)行”區(qū)塊，進(jìn)而在功率、性能以及成本上有顯著改善。
 
現(xiàn)今的STT MRAM技術(shù)與SOT與類似，是以自旋轉(zhuǎn)移效應(yīng)為基礎(chǔ)，但不需要磁性層來讓電流自旋極化。自旋源自于SOT層材料晶格的自旋軌道互動。這讓那些已經(jīng)在生產(chǎn)MRAM的主要晶圓代工業(yè)者可以直接將SOT做為現(xiàn)有MRAM技術(shù)的延展，不需要再向市場宣傳得花費(fèi)數(shù)億美元導(dǎo)入新工具和原料。


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