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非易失性存儲器MRAM的兩大優(yōu)點

來源:宇芯有限公司 日期:2020-06-29 10:25:44

新式存儲器技術(shù)隊伍包括MRAM、PCRAM和ReRAM,受惠技術(shù)、材料、設(shè)備等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵突破,正邁向大規(guī)模量產(chǎn)的路上,眼前我們正處于見證存儲器歷史的轉(zhuǎn)折點。新式存儲器可分為獨立型產(chǎn)品,以及嵌入于邏輯工藝,用于取代部分傳統(tǒng)的嵌入式快閃存儲器eFlash技術(shù),而在嵌入式技術(shù)上,趨勢已快速成熟中。但用于獨立型存儲器上,目前還有性能、成本的問題待克服。

MRAM為磁性隨機存取存儲器,架構(gòu)是在晶體管中的存儲單元就在后端互聯(lián),甚至不占用“硅”的面積,可以做到直接嵌入到邏輯的電路里,因此可以做的非常小,一個晶體管一個存儲單元。

再者PCRAM就是相變隨機存取存儲器,以及ReRAM是叫電阻隨機存取存儲器,比MRAM更有吸引力之處在于,這兩種新式存儲技術(shù)可以跟NAND一樣,實現(xiàn)3D三維的架構(gòu)。

可以說新式存儲器的應(yīng)用范圍很廣,但若把其效益發(fā)揮至最大值,先鎖定兩大應(yīng)用:物聯(lián)網(wǎng)、云計算和大數(shù)據(jù)中心。
 

 


(來源:Applied Materials)


我們常常講的物聯(lián)網(wǎng),就是所謂的邊緣終端、邊緣設(shè)備?,F(xiàn)在的邊緣設(shè)備架構(gòu),就是一個邏輯芯片加上一個sram芯片,其中SRAM的功能是計算,然后再加一個3DNAND芯片,用來存儲算法/軟件/代碼。

所謂“邊緣”,就是因為沒有連線,無法通電,這時候功耗的問題就很重要,因為功耗決定可以用多長的時間。
這時,MRAM就可以替代SRAM的功能。因為SRAM是不用的時候也在耗電,甚至還漏電,但有些邊緣設(shè)備可能99%的時間都在待機,如果用MRAM部分取代SRAM,就可以改善很多的功耗問題。

3DNAND也一樣,它實際上是高電壓的器件,若是部分用MRAM部分取代3DNAND也可以達到降低功耗的目的。
MRAM有兩大優(yōu)點,第一是待機的時候不耗電,第二是比閃存便宜很多,若論缺點,則是MRAM的速度還沒有到SRAM等級。例如物聯(lián)網(wǎng)大量使用的MCU等,MRAM就非常適合使用。

接著來看云端和大數(shù)據(jù)中心。這塊領(lǐng)域有三個挑戰(zhàn)。首先是海量數(shù)據(jù)的涌入,再來是需要快速進行運算,第三個關(guān)鍵仍是回到功耗。

目前主流的架構(gòu)是DRAM再加上SSD去存儲數(shù)據(jù),但要如何做到用新型的存儲器來提高性能?

方法一,是把DRAM部分取代掉,因為從功耗角度,DRAM有功耗到問題。再者PCRAM、ReRAM可以做3D架構(gòu)后,在成本上具備優(yōu)勢。

方法二,是把SSD部分取代。SSD的優(yōu)勢是便宜,受惠3DNAND堆疊技術(shù)成熟,現(xiàn)在128層堆疊都要量產(chǎn),3DNAND成本越來越低,但弱點卻是性能。

如果用PCRAM、ReRAM取代部分DRAM,一來同樣可以實現(xiàn)3D架構(gòu),二來性能要比SSD好很多。

 

 
關(guān)鍵詞:SRAM   MRAM


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