MRAM是一種非易失性存儲(chǔ)技術(shù)，可以在不需要電源的情況下將其內(nèi)容保留至少10年。它適用于在系統(tǒng)崩潰期間需要保存數(shù)據(jù)的商業(yè)應(yīng)用。基于MRAM的設(shè)備可以為“黑匣子”應(yīng)用提供解決方案，因?yàn)樗許RAM的速度寫入數(shù)據(jù)，同時(shí)在發(fā)生總功耗之前保留數(shù)據(jù)。Everspin一級(jí)代理英尚微電子本文介紹MRAM與其他內(nèi)存技術(shù)的相比較。
 
MRAM與內(nèi)存
 
內(nèi)存選項(xiàng)的比較與其他內(nèi)存技術(shù)選項(xiàng)相比，MRAM具有明顯的優(yōu)勢(shì)（下表1）。

   
Flash
這項(xiàng)技術(shù)利用電荷存儲(chǔ)在覆蓋在柵極氧化物上的一塊浮動(dòng)多晶硅（浮動(dòng)?xùn)艠O）上。對(duì)閃存位單元進(jìn)行編程需要一個(gè)高電壓場(chǎng)，該場(chǎng)能使電子加速得足夠快，以克服硅與浮柵之間的氧化物的能壘。
 
這導(dǎo)致電子穿透氧化物并為浮置柵極充電，從而改變了位單元晶體管的閾值電壓。電子通過氧化物的反復(fù)轉(zhuǎn)移逐漸使氧化物材料磨損，在位不再起作用之前，閃存被限制為10K-1M寫周期。
 
連續(xù)寫入會(huì)在10天之內(nèi)耗盡一些閃存。同時(shí)由于不涉及充電或放電，MRAM可以承受無限的寫入周期。編程過程中會(huì)旋轉(zhuǎn)磁極，這是一種無損且無損的操作。
 
在編程期間，閃光燈需要高壓才能使電子穿過氧化物材料。MRAM使用產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流來編程自由層。此外，閃存對(duì)存儲(chǔ)器陣列的大塊執(zhí)行編程器擦除操作。MRAM在單個(gè)地址上執(zhí)行寫入。
 
SRAM
SRAM使用保持CMOS邏輯電平的有源晶體管，需要電源才能保留存儲(chǔ)器內(nèi)容。MRAM存儲(chǔ)器的內(nèi)容保持在其自由磁性層的極性中。由于該層是磁性的，即使沒有電源也可以保持其狀態(tài)。
 
隨著技術(shù)不斷縮小SRAM單元的體積，較小的幾何器件往往會(huì)泄漏更多電流。對(duì)于單個(gè)單元來說，這種泄漏很小，但是當(dāng)與存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)百萬個(gè)單元相乘時(shí)，泄漏就變得很明顯。隨著技術(shù)的萎縮，這種影響有望保持。鑒于MRAM的非易失性，可以在系統(tǒng)中使用掉電技術(shù)以實(shí)現(xiàn)零電流泄漏。
 
電池供電的SRAM
它由一個(gè)SRAM單元和一個(gè)包裝在同一包裝中的電池組成。該非易失性存儲(chǔ)器使用電池電量來保留存儲(chǔ)器內(nèi)容。同時(shí)MRAM不需要電池來保存數(shù)據(jù)，并且以比電池后備SRAM更快的速度執(zhí)行讀/寫操作。這樣可以提高可靠性并消除與電池處理有關(guān)的環(huán)境問題。
 
EEPROM
與MRAM相比，該獨(dú)立存儲(chǔ)器的編程速度要慢得多，并且寫入循環(huán)能力有限。
 
NVSRAM
也稱為非易失性SRAM，它結(jié)合了SRAM和EEPROM功能。它會(huì)在斷電時(shí)將數(shù)據(jù)從SRAM存儲(chǔ)到EEPROM。但是數(shù)據(jù)傳輸非常慢，并且在數(shù)據(jù)傳輸期間需要大的外部電容器來保持NVSRAM的電源。MRAM提供了更快的寫入速度，可以在正常的系統(tǒng)操作期間寫入數(shù)據(jù)。
 
因此在掉電期間最少的數(shù)據(jù)傳輸是必需的。使用MRAM的應(yīng)用程序也可以受益于安全寫入存儲(chǔ)器而無需使用大型外部電容器。
 
FRAM
另一個(gè)非易失性RAM鐵電RAM（FRAM）具有典型的小型陣列大小，范圍從4Kbit到1Mbit。陣列尺寸很小，因?yàn)樵摷夹g(shù)的可擴(kuò)展性有限，無法進(jìn)一步縮小位單元的尺寸。
 
沒有這種可伸縮性限制，MRAM可以提供更大的內(nèi)存陣列。而且MRAM的編程速度比FRAM快。一些FRAM具有有限的循環(huán)能力（例如100億個(gè)循環(huán)）。他們還需要在讀取后刷新存儲(chǔ)器，因?yàn)樵摬僮鲿?huì)破壞正在讀取的位單元的內(nèi)容。
 
DRAM
使用此技術(shù)，必須經(jīng)常刷新內(nèi)存以保留數(shù)據(jù)。


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