MRAM是一種非易失性存儲技術(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?；贛RAM的設(shè)備可以為“黑匣子”應(yīng)用提供解決方案，因為它以SRAM的速度寫入數(shù)據(jù)，同時在發(fā)生總功耗之前保留數(shù)據(jù)。Everspin一級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)存選項的比較與其他內(nèi)存技術(shù)選項相比，MRAM具有明顯的優(yōu)勢（下表1）。

表格1 MRAM與其他內(nèi)存技術(shù)相比具有相對優(yōu)勢

Flash

這項技術(shù)利用電荷存儲在覆蓋在柵極氧化物上的一塊浮動多晶硅（浮動?xùn)艠O）上。對閃存位單元進行編程需要一個高電壓場，該場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)寫入會在10天之內(nèi)耗盡一些閃存。同時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)生磁場的電流來編程自由層。此外，閃存對存儲器陣列的大塊執(zhí)行編程器擦除操作。MRAM在單個地址上執(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器內(nèi)容。MRAM存儲器的內(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泄漏更多電流。對于單個單元來說，這種泄漏很小，但是當(dāng)與存儲設(shè)備中的數(shù)百萬個單元相乘時，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)以實現(xiàn)零電流泄漏。

電池供電的SRAM

它由一個SRAM單元和一個包裝在同一包裝中的電池組成。該非易失性存儲器使用電池電量來保留存儲器內(nèi)容。同時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，該獨立存儲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。它會在斷電時將數(shù)據(jù)從SRAM存儲到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器而無需使用大型外部電容器。

FRAM

另一個非易失性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，因為該技術(shù)的可擴展性有限，無法進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100億個循環(huán)）。他們還需要在讀取后刷新存儲器，因為該操作會破壞正在讀取的位單元的內(nèi)容。

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