비록 스핀 전달 토크 자기 랜덤 액세스 메모리(spin transfer torque magnetic random access memory, STT-MRAM)가 기존 메모리를 대체할 유력한 후보로 부상했지만, 공정 변동에 따른 낮은 터널 자기저항(tunnel magnetoresistance, TMR)으로 인해 발생하는 상대적으로 작은 읽기 마진은 여전히 중대한 과제이다. 본 논문에서는 메모리 셀의 병렬(P) 및 반병렬(AP) 상태를 중간 기준 셀(intermediate reference cell)로부터 얻는 방식이 아니라 직접 비교함으로써, 데이터 셀 동적 기준(data cell dynamic reference, DCDR) 감지 방식이 감지 마진을 유의미하게 향상시키는 방법을 제안한다. 이 접근은 기준 전압(reference voltage)을 효율적으로 관리하기 위해 신호 생성기(signal generator) 유닛과 샘플 & 홀드(sample & hold) 회로를 활용하여, 감지 동작이 P와 AP 상태 간의 차이를 완전히 반영하도록 한다. 28nm CMOS 기술과 256×256 어레이를 사용한 시뮬레이션 결과, 제안된 DCDR 접근은 1.21ns에서 비트 오류율(bit-error-rate, BER) 7.99E-8 하에 감지 마진을 최대 257mV까지 달성함을 보였으며, 이는 기존 방식에 비해 마진은 2배 더 크고 BER은 100배 이상 낮은 성능이다. 또한 선충전(precharge) 전압을 스케일 다운함으로써, 제안된 방식은 ISO 1E-5 목표 BER 조건에서 읽기 에너지(read energy) 30% 이상 절감과 읽기 속도 45% 향상을 이룬다.

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