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MRAM代替DRAM可防止数据丢失
来源：宇芯有限公司 日期：2020-03-18 10:09:25
磁性随机存储器MRAM是一种利用磁态储存信息的非易失性存储器NVM，MRAM的基本结构是磁性穿隧结(MTJ)，由两个铁磁(FM)层组成，两个铁磁层之间由绝缘穿隧障壁隔开(参考图1)。当两个磁性层的磁化强度平行时，电子容易从一个磁性层穿隧到另一个磁性层，从而形成低电阻状态(RP)。
然而，当两个磁性层反平行时，电子穿隧变得困难，从而导致更高的电阻状态(RAP)。穿隧磁阻(TMR)是MTJ最重要的参数之一，量化了我们区分高阻状态和低阻状态的能力，透过操纵其中一层的磁化强度，可以在结中将信息储存为“1”(R值高的状态)和“0”(R值低的状态)，然后可以藉由量测结电阻来读取数据。透过施加外部磁场或在连接处产生脉冲电流，可以改变层的磁化方向；后者利用一种称为“自旋转移矩”(STT)的效应来改变极化电子的磁化强度。
图1：当两个铁磁(FM)层处于平行和反平行配置时，MTJ的基本结构。
ST-MRAM具有出色的工艺微缩能力，并且可以很容易地整合到当前的晶圆工艺中。与需要不断刷新的DRAM不同，STT-MRAM储存数据并不需要消耗功率。用MRAM代替DRAM可以防止数据丢失，并使计算机无需等待软件激活就可以立即启动。 STT-MRAM的密度比SRAM高，其读写速度也高于闪存，耐久性也更好。所有这些优点使STT-RAM成为替代某些应用程序中现有内存当中最具吸引力的候选者，并可能最终成为通用内存的解决方案。
图2显示IC产业中的内存阶层结构。横轴表示内存/储存装置的容量，纵轴表示内存组件的速度。过去，高速暂存内存和主存储器之间，以及主存储器和储存装置之间存在速度差距，如今许多新兴的非挥发内存(NVM)已开始缩小这些差距。相变化内存(PCM)，电阻式随机存取内存(RRAM)和MRAM已经在某些应用程序中用作嵌入式NVM，例如微控制器(MCU)。
图2：过去、现在和未来的运算设备内存阶层结构。
在未来的几年中，MRAM或许可以取代某些SRAM，用于更接近核心处理器的高速缓冲存储器。从长远来看，一旦可以进一步提高其密度，就可以预期MRAM以及PCM或RRAM可以用作储存级(storage class)内存解决方案。
关键词：MRAM
宇芯有限公司自成立以来，我们专注于代理国内外各大知名品牌的半导体元器件，代理品牌有NETSOL、JSC、everspin代理、来杨Lyontek、ISSI、CYPRESS等多个品牌总代理资质，主要产品线为sram、mram、psram等其他存储器芯片，致力于为客户提供具有竞争优势的产品，是一家专业提供存储方案解决商。
然而，当两个磁性层反平行时，电子穿隧变得困难，从而导致更高的电阻状态(RAP)。穿隧磁阻(TMR)是MTJ最重要的参数之一，量化了我们区分高阻状态和低阻状态的能力，透过操纵其中一层的磁化强度，可以在结中将信息储存为“1”(R值高的状态)和“0”(R值低的状态)，然后可以藉由量测结电阻来读取数据。透过施加外部磁场或在连接处产生脉冲电流，可以改变层的磁化方向；后者利用一种称为“自旋转移矩”(STT)的效应来改变极化电子的磁化强度。
图1：当两个铁磁(FM)层处于平行和反平行配置时，MTJ的基本结构。
ST-MRAM具有出色的工艺微缩能力，并且可以很容易地整合到当前的晶圆工艺中。与需要不断刷新的DRAM不同，STT-MRAM储存数据并不需要消耗功率。用MRAM代替DRAM可以防止数据丢失，并使计算机无需等待软件激活就可以立即启动。 STT-MRAM的密度比SRAM高，其读写速度也高于闪存，耐久性也更好。所有这些优点使STT-RAM成为替代某些应用程序中现有内存当中最具吸引力的候选者，并可能最终成为通用内存的解决方案。
图2显示IC产业中的内存阶层结构。横轴表示内存/储存装置的容量，纵轴表示内存组件的速度。过去，高速暂存内存和主存储器之间，以及主存储器和储存装置之间存在速度差距，如今许多新兴的非挥发内存(NVM)已开始缩小这些差距。相变化内存(PCM)，电阻式随机存取内存(RRAM)和MRAM已经在某些应用程序中用作嵌入式NVM，例如微控制器(MCU)。
图2：过去、现在和未来的运算设备内存阶层结构。
在未来的几年中，MRAM或许可以取代某些SRAM，用于更接近核心处理器的高速缓冲存储器。从长远来看，一旦可以进一步提高其密度，就可以预期MRAM以及PCM或RRAM可以用作储存级(storage class)内存解决方案。
关键词：MRAM
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