高密度MRAM具有非常低的功率，高的讀取速度，非常高的數(shù)據(jù)保留能力和耐久性，適用于廣泛的應(yīng)用。單元面積僅為0.0456平方微米，讀取速度為10ns，讀取功率為0.8mA/MHz/b，在低功耗待機(jī)模式（LPSB）下，其在25C時(shí)的泄漏電流小于55mA，相當(dāng)于每比特的漏電流僅為1.7E-12A。對(duì)于32Mb數(shù)據(jù)，它具有100K個(gè)循環(huán)的耐久性，而對(duì)于1Mb的數(shù)據(jù)可以>1M個(gè)循環(huán)。它在260°C的IR回流下具有90秒的數(shù)據(jù)保留能力，在150°C的條件下可保存數(shù)據(jù)10年以上。
 
MRAM讀取操作
 
為了從LPSM快速，低能耗喚醒以實(shí)現(xiàn)高速讀取訪問(wèn)，它采用了細(xì)粒度的電源門控電路（每128行一個(gè)），分兩步進(jìn)行喚醒（如圖1所示）。電源開(kāi)關(guān)由兩個(gè)開(kāi)關(guān)組成，一個(gè)開(kāi)關(guān)用于芯片電源VDD，另一個(gè)開(kāi)關(guān)用于從低壓差（LDO，LowDrop-Out）穩(wěn)壓器提供VREG的穩(wěn)定電壓。首先打開(kāi)VDD開(kāi)關(guān)以對(duì)WL驅(qū)動(dòng)器的電源線進(jìn)行預(yù)充電，然后打開(kāi)VREG開(kāi)關(guān)以將電平提升至目標(biāo)電平，從而實(shí)現(xiàn)<100ns的快速喚醒，同時(shí)將來(lái)自VREGLDO的瞬態(tài)電流降至最低。
     
 
MRAM寫(xiě)入操作
 
低阻態(tài)Rp和高阻態(tài)Rap的MRAM寫(xiě)入操作需要如圖2所示的雙向?qū)懭氩僮?。要將Rap狀態(tài)寫(xiě)到Rp需要將BL偏置到VPP，WL到VREG_W0，SL到0以寫(xiě)入0狀態(tài)。要寫(xiě)入1狀態(tài)，將Rap變成Rp需要反方向的電流，其中BL為0，SL為VPP，WL為VREG_W1。