非易失性MRAM：磁性内存

  MRAM 设备采用磁性隧道结 (MTJ) 作为存储元件。MTJ 单元由两种铁磁材料组成，由用作隧道势垒的薄绝缘层隔开。当一层的磁矩切换为与另一层对齐（或与另一层的方向相反）时，电流流过 MTJ 的有效电阻会发生变化。可以读取隧道电流的大小以指示存储的是“一”还是“零”。场切换 MRAM 可能是最接近理想的“通用存储器”的，因为它是非易失性的、快速的并且可以无限循环。因此，它可以用作 NVM 以及 SRAM 和 DRAM。
 
  然而，在 IC 电路中产生磁场既困难又低效。尽管如此，Field Switching MTJ MRAM已经成功制成产品。然而，当存储元件缩放时，切换所需的磁场会增加，而电迁移会限制可用于产生更高 H 场的电流密度。因此，预计现场开关 MTJ MRAM 不太可能扩展到 65nm 节点以上。
 
  “STT”方法的最新进展提供了一种新的潜在解决方案，其中自旋极化电流将其角动量转移到自由磁性层，从而在不借助外部磁场的情况下反转其极性。在自旋转移过程中，大量电流通过 MTJ 隧道层，这种应力可能会降低写入耐久性。在进一步缩放时，存储元件的稳定性会受到热噪声的影响，因此预计在 32nm 及以下需要垂直磁化材料。最近已经证明了垂直磁化。
 
  随着NAND Flash的快速发展，以及最近推出的有望继续等效缩放的3D NAND，STT-MRAM取代NAND的希望似乎渺茫。然而，其类似 SRAM 的性能和比传统 6T-SRAM 小得多的占用空间在该应用中引起了极大的兴趣，特别是在不需要高循环耐久性的移动设备中，例如在计算中。因此，STT-MRAM 现在大多不被视为独立内存，而是嵌入式内存 ，并且不在独立 NVM 表中进行跟踪。
 
  STT-MRAM 不仅是嵌入式 SRAM 替代品的潜在解决方案，也是嵌入式闪存 (NOR) 替代品的潜在解决方案。这对于物联网应用来说可能特别有趣，因为低功耗是最重要的。另一方面，对于使用更高存储密度的其他嵌入式系统应用，预计 NOR 闪存将继续占据主导地位，因为它仍然更具成本效益。此外，闪存能够承受 PCB 板焊接过程（约 250°C）而不会丢失其预加载代码，这是众所周知的，许多新兴存储器尚未能够证明这一点。

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