MRAM是一种非易失性存储器,可与其他的NVM技术相媲美,如闪存,英特尔的Optane,以及FRAM和RRAM(图1)。每种NVM都有自己的优缺点。虽然MRAM的扩展性好,但其容量仍远低于NAND闪存, SSD中的高密度存储介质大都是NAND闪存。
1.嵌入式MRAM(eMRAM)现在具有竞争力,可以在未来取代NOR闪存等技术。(由Coughlin Associates和Objective Analysis提供)
关于MRAM有很多传说。有趣的是它有可能取代SRAM,特别是在使用SRAM进行代码存储的嵌入式应用中。德州仪器(TI)在其16位MSP430微控制器中使用FRAM进行代码和数据存储。然而,FRAM在更精细的几何形状方面不能像MRAM那样扩展,尽管它对于它所占用的空间来说是理想的。
嵌入式MRAM(eMRAM)具有快速读/写和高耐用性等优点(图2)。对于芯片开发商而言,MRAM主要是由硅工艺代工商提供支持的。这使得eMRAM能够以最小的成本结合到新的芯片设计中。
eMRAM具有读/写速度快、耐用性高等优点。(由Intuitive Cognition Consulting提供)
MRAM需要沉积20个独特的分子层以形成磁隧道结(MTJ,SSDFans蛋蛋注:茅台酒)。这些需要在芯片制造的蚀刻过程中来维持(图3)。
MRAM需要沉积20个分子层(顶部)。硅代工厂可以处理这项任务,而不会影响结构。(由Intuitive Cognition Consulting提供)
开发人员还在位单元大小和架构方面进行权衡(图4)。1T-1MJT单元(左)是最小和最快的,但它具有最低的retention特性。读取过程可能存在可靠性问题,并且感测放大器更难以设计。1T-1MJT Plus单元比1T-1NJT大30%,但它具有良好的读性能和较慢的写性能,具有更好的retention功能。2T-2MJT提供最佳的retention特性,但占用空间也更大。它的感测放大器易于设计;但写操作可能很棘手。
1T-1MJT单元(左)是最小且最快的,但它具有最低的retention特性。1T-1MJT Plus单元(中间),大30%,写入速度较慢但retention特性较高。2T-2MJT提供最佳的retention,但占用空间更大。
如今,采用eMRAM代替嵌入式闪存相对容易(图5)。eMRAM位单元较小,但需要更多的ECC以实现高可靠性。MRAM不需要闪存写入时所需的高压支持。MRAM将不再需要较大的高精度电压基准的感测放大器。此外,MRAM设计通常使用更宽的总线以获得更好的性能。
eMRAM与嵌入式闪存相比较。虽然MRAM需要更多ECC以实现高可靠性,但它不需要闪存写入所需的高压支持。
MRAM的一家供应商是Numem,它为面向的低功耗的eMRAM内核提供IP。他们与所有主要的硅代工厂进行合作。Numem正在展示其中一些代工厂生产的MRAM芯片。
MRAM已经在许多应用中使用,特别是用于存储系统中的NVM高速缓存,例如SAS / SATA RAID控制器,替代DRAM后,就消除了对超级电容或备用电池的需要。
Everspin Technologies的MRAM技术也用于IBM最新的19-TB FlashCore模块(FCM)。NVMe SSD使用64层TLC NAND作为主要的存储介质,MRAM作为缓存。如果使用MRAM代替DRAM或SRAM,这将减少SSD内部电容的数量。该SSD还具有压缩和安全选项,包括FIPS 140认证。
未来采用eMRAM的SoC将扩展MRAM缓存的市场。由于eMRAM的优势可以为许多应用提供显著的竞争优势,因此大多数新的eMRAM SoC设计都会保密。
-
存储器
+关注
关注
38文章
7484浏览量
163778 -
MRAM
+关注
关注
1文章
236浏览量
31719
原文标题:未来存储介质千变万化,这种存储芯片独领风骚
文章出处:【微信号:SSDFans,微信公众号:SSDFans】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
发布评论请先 登录
相关推荐
评论