隨著人工智能（AI）和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)設(shè)備逐漸向智能化方向邁進。作為智能化設(shè)備不可或缺的核心組件，存儲器的需求也日益增長。然而，傳統(tǒng)的動態(tài)隨機存取存儲器（DRAM）和平面NAND閃存由于工藝限制遇到了瓶頸。在此背景下，一種新型的非易失性存儲技術(shù)——磁阻隨機存儲器（MRAM）正在成為下一代存儲技術(shù)的突破口。

磁阻隨機存儲技術(shù)的基本原理

磁阻隨機存取存儲器（MRAM）是一種基于讀取磁阻大小原理的新型非易失性存儲器。它不僅具備靜態(tài)隨機存儲器（SRAM）的高速讀寫能力，還擁有動態(tài)隨機存儲器（DRAM）的高集成度，并且可以無限次地重復(fù)寫入。與傳統(tǒng)的RAM技術(shù)不同，MRAM不依賴電荷或電流來存儲數(shù)據(jù)，而是通過磁性隧道結(jié)（MTJ）實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲。

MTJ是MRAM的基本存儲單元，由兩個鐵磁金屬層夾著一個隧穿勢壘層構(gòu)成。其中一個鐵磁層被稱為參考層或固定層，其磁化方向固定不變；另一個鐵磁層被稱為自由層，其磁化方向有兩個穩(wěn)定狀態(tài)：平行或反平行于參考層。這兩種狀態(tài)分別對應(yīng)低阻態(tài)和高阻態(tài)，這種現(xiàn)象稱為隧穿磁阻效應(yīng)。得益于磁隧道結(jié)的不斷改進，MRAM在速度、面積、寫入次數(shù)和功耗等方面展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢。

瑞薩高性能MRAM系列

瑞薩電子推出的新型MRAM器件系列采用了垂直磁隧道結(jié)（STT）自旋轉(zhuǎn)移矩效應(yīng)的新專利技術(shù)，具有長期數(shù)據(jù)保留功能和快速串行接口。該系列產(chǎn)品不僅提供了廣泛的存儲密度和耐高溫性能，還適用于從需要快速備份數(shù)據(jù)檢索的工廠自動化設(shè)備到需要長期數(shù)據(jù)存儲的醫(yī)療數(shù)據(jù)單元的各種應(yīng)用。

1. 高速讀寫性能

瑞薩MRAM產(chǎn)品在讀寫速度方面表現(xiàn)出色，最高可達108 MHz，遠超其他類型的非易失性存儲器。與傳統(tǒng)閃存相比，MRAM不需要塊級擦除操作，因此寫入操作非常干凈且支持位級數(shù)據(jù)訪問。這意味著當設(shè)備發(fā)生功率損失時，MRAM能夠快速恢復(fù)系統(tǒng)配置、調(diào)用序列和控制代碼，確保設(shè)備迅速恢復(fù)正常運行。

2. 高密度和長壽命

瑞薩MRAM系列提供從4Mb到16Mb的高存儲密度，并允許以10^16周期的超高壽命連續(xù)覆蓋數(shù)據(jù)。這使得設(shè)備幾乎可以進行無休止的寫入周期、連續(xù)的數(shù)據(jù)日志記錄和事件記錄，而無需擔心寫入延遲問題。此外，瑞薩MRAM產(chǎn)品的低工作電壓范圍為1.71V至3.6V，以及-40°C至105°C的寬工作溫度范圍，進一步增強了其適用性和可靠性。

3. 簡化的內(nèi)存訪問

瑞薩MRAM系列支持SDR和DDR模式的SPI、DPI、QPI可配置接口，簡化了設(shè)計過程并縮短了研發(fā)時間。單片芯片中足夠的內(nèi)存容量可以幫助工程師更高效地完成系統(tǒng)設(shè)計，減少復(fù)雜性并提高系統(tǒng)的整體性能。

注：我司是瑞薩電子代理商，如需瑞薩電子MRAM器件系列產(chǎn)品規(guī)格書、樣片測試、采購、BOM配單等需求，請加客服微信：13310830171。

應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

瑞薩高性能MRAM系列在多個領(lǐng)域展現(xiàn)了其強大的應(yīng)用潛力：

1. 工業(yè)控制和監(jiān)控

實時數(shù)據(jù)存儲、快速備份數(shù)據(jù)檢索和機器操作程序代碼存儲是工業(yè)控制和監(jiān)控中的關(guān)鍵需求。瑞薩MRAM的高速讀寫能力和高耐久性使其成為這些應(yīng)用場景的理想選擇。

2. 多功能打印機

用于控制代碼和用戶設(shè)置存儲，維護計劃的使用情況數(shù)據(jù)日志以及事務(wù)緩存緩沖區(qū)。MRAM的高可靠性和快速響應(yīng)特性提高了打印效率和用戶體驗。

3. 機器人

存儲控制代碼、配置文件和設(shè)置，使機器人能夠執(zhí)行更多的指令和任務(wù)。MRAM的高密度和長壽命特性使其成為機器人控制系統(tǒng)的重要組成部分。

4. 數(shù)據(jù)交換機和路由器

存儲系統(tǒng)配置、用戶設(shè)置和固件，安全性和身份驗證設(shè)置也將被存儲。瑞薩MRAM的高可靠性和快速訪問能力提升了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安全性和穩(wěn)定性。

5. 助聽器

存儲不同的用戶操作設(shè)置，如音量和音頻頻率，適應(yīng)各種使用環(huán)境和條件。MRAM的小尺寸和低功耗特性非常適合助聽器等便攜式設(shè)備。

6. 數(shù)據(jù)驅(qū)動器

MRAM有望在未來廣泛應(yīng)用為固態(tài)存儲（SSD），提供更高的讀寫速度和更長的使用壽命。

結(jié)語

隨著AI和IoT領(lǐng)域的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用越來越廣泛，對存儲器的要求也在不斷提升。瑞薩高性能MRAM系列憑借其高速讀寫、高存儲密度、長壽命、低電壓和寬工作溫度范圍等優(yōu)點，彌補了傳統(tǒng)存儲技術(shù)的不足，打破了制約存儲技術(shù)發(fā)展的瓶頸。