[導讀]磁阻內(nèi)存的概念幾乎是和磁盤記錄技術同時被提出來的。但是眾所周知，內(nèi)存讀寫的速度需要達到磁盤讀寫的速度的100萬倍，所以不能直接使用磁盤記錄技術來生產(chǎn)內(nèi)存。磁阻內(nèi)存的設計看起來并不復雜，但是對材料的要求比較
磁阻內(nèi)存的概念幾乎是和磁盤記錄技術同時被提出來的。但是眾所周知，內(nèi)存讀寫的速度需要達到磁盤讀寫的速度的100萬倍，所以不能直接使用磁盤記錄技術來生產(chǎn)內(nèi)存。磁阻內(nèi)存的設計看起來并不復雜，但是對材料的要求比較高。
不過，最近的材料和工藝的進步使得該技術有了突破性的進展，1995年摩托羅拉公司(后來芯片部門獨立成為飛思卡爾半導體)演示了第一個MRAM芯片，并生產(chǎn)出了1MB的芯片原型。
2007年，磁記錄產(chǎn)業(yè)巨頭IBM公司和TDK公司合作開發(fā)新一代MRAM，使用了一種稱為自旋扭矩轉換(spin-torque-transfer , STT)的新型技術，利用放大了的隧道效應(tunnel effect)，使得磁致電阻的變化達到了1倍左右。而此次東芝展出的芯片也正是利用了STT技術，只是進一步地降低了芯片面積，在一枚郵票見方的芯片上做出了1GB內(nèi)存，這也使得世界看到了磁阻內(nèi)存的威力——它的記錄密度是DRAM的成百上千倍，速度卻所有現(xiàn)有的內(nèi)存技術都要快。
大密度、快訪問、極省電、可復用和不易失是磁阻內(nèi)存的五大優(yōu)點，這使它在各個方面都大大超過了現(xiàn)有的甚至正在研發(fā)的存儲技術——閃存太慢、SRAM和DRAM易揮發(fā)、鐵電存儲可重寫次數(shù)有限、晶相存儲不易控制溫度……MRAM可以說是集各個技術的優(yōu)點于一身的高質(zhì)量產(chǎn)品。
目前，MRAM已經(jīng)在通信、軍事、數(shù)碼產(chǎn)品上有了一定的應用。2008年，日本的SpriteSat衛(wèi)星就宣布使用飛思卡爾半導體公司生產(chǎn)的MRAM替換其所有的閃存元件。預計在今后的一、兩年里，它就能夠實現(xiàn)量產(chǎn)，我們在打開計算機時，也就不再需要等待了。
磁阻式隨機存取記憶體(MRAM)或許在許多應用領域有取代 DRAM 與 SRAM 的潛力，但就連市場上唯一家生產(chǎn)這種非揮發(fā)性記憶體的供應商都認為，這種取代的過程得花上好一段時間。
一份來自資料儲存產(chǎn)業(yè)顧問機構 Coughlin Associates的報告指出，全球 MRAM 市場復合年成長率(CAGR)可達50%，包括MARM與STT-MRAM在內(nèi)的整體市場營收將由 2013年的1.9億美元，在2019年達到21億美元。
Coughlin Associates創(chuàng)辦人Tom Coughlin表示，MRAM一個最顯著的優(yōu)勢是能與CMOS制程相容，此外因為該制程技術成熟，相關的整合與 3D NAND 技術比起來比較不那么令人卻步。他指出，MRAM技術的演進可能會追隨快閃記憶體的腳步──也就是在被廣泛采用以及價格下降、儲存密度提升之前，先在一些利基型應用領域贏得青睞。
Coughlin并指出，STT (Spin-Torque-Transfer，自旋力矩轉移)-MRAM特別能提供在讀取/寫入以及耐久性方面的優(yōu)勢。而Gartner分析師Brady Wang則表示，MRAM被發(fā)現(xiàn)用來做為固態(tài)硬碟(SSD)的快取記憶體，但其密度仍然太低，通常應用在工業(yè)領域。
MRAM勝過DRAM的優(yōu)勢在于其非揮發(fā)性;Wang表示，，就像NOR或NAND快閃記憶體一樣，STT-MRAM能在沒有持續(xù)外部供電的情況下保存資料，而且其耗電量很低。此外由于結構簡單，MRAM的擴展性也優(yōu)于SRAM，能提升微縮程度并可望進一步降低制造成本。
而Wang也指出，與NAND快閃記憶體相較，STT-MRAM能在沒有中間的抹除步驟情況下，在儲存0與1之間切換;而該抹除步驟在快閃記憶體內(nèi)是不可少的，也增加了寫入延遲。這使得設計STT-MRAM控制晶片相對比設計NAND快閃記憶體控制晶片簡單許多。
Wang表示，目前市場上唯一生產(chǎn)MRAM晶片的廠商是Everspin Technologies，目前產(chǎn)品最大記憶體容量為64Mb;而128Mb甚至1Gb的MRAM可能會在未來兩年內(nèi)問世，其中1Gb產(chǎn)品將可望讓MARM進軍消費性應用。
Everspin 產(chǎn)品行銷總監(jiān)Joe OHare表示，其MRAM產(chǎn)品(該公司在5年多前就開始推出)，一開始應用在工業(yè)領域;而Everspin也已看到包括工業(yè)自動化、機器人、交通運輸以及醫(yī)療等應用領域對MRAM的廣泛采用。不過MRAM最大的成長動力是來自企業(yè)儲存。
隨著容量提升，Everspin將MRAM視為非揮發(fā)性記憶體獲得進一步采用的橋梁，在能提供媲美DRAM的性能同時，也能有更多像快閃記憶體一樣的儲存記憶體。OHare表示，隨著各種新興技術出爐，MRAM可望成為永久性、高性能儲存技術的關鍵選項。
MRAM 在企業(yè)儲存領域的應用案例之一是RAID系統(tǒng)，OHare指出，這類應用的考量是要在電力喪失時迅速復原;MRAM被應用于儲存元資料 (metadata)以及儲存系統(tǒng)資料，因此如果電力中斷，系統(tǒng)資訊仍能被保存在非揮發(fā)性MRAM，讓RAID系統(tǒng)能更快自我重建。
OHare也表示，Everspin還看到MRAM在其他企業(yè)儲存領域的許多應用，那些應用不需要DRAM的容量密度，但可利用非揮發(fā)性記憶體的優(yōu)勢;這個市場的規(guī)模很夠分量，而且并不是以價格來競爭，系統(tǒng)的可靠度才是重要推手。
不過Objective Analysis首席分析師Jim Handy 表示，最終價格與容量密度才是決定MRAM是否能大規(guī)模取代DRAM 或SRAM的關鍵，雖然其低功耗特性很吸引人，但大多數(shù)企業(yè)組織并不會去做那樣的整體擁有成本(TCO)估算;MRAM能在某些應用領域取代SRAM，以免除很容易出現(xiàn)故障的備用電池需求。
Handy指出，看重MRAM非揮發(fā)特性的產(chǎn)業(yè)(例如將其應用在ATM的金融業(yè))，會愿意為這種記憶體付出較高的代價;可是在目前，DRAM與快閃記憶體搭配各自的技術演進，仍扮演稱職的角色，因此并沒有立即性的理由被取代。
不過，最近的材料和工藝的進步使得該技術有了突破性的進展，1995年摩托羅拉公司(后來芯片部門獨立成為飛思卡爾半導體)演示了第一個MRAM芯片，并生產(chǎn)出了1MB的芯片原型。
2007年，磁記錄產(chǎn)業(yè)巨頭IBM公司和TDK公司合作開發(fā)新一代MRAM，使用了一種稱為自旋扭矩轉換(spin-torque-transfer , STT)的新型技術，利用放大了的隧道效應(tunnel effect)，使得磁致電阻的變化達到了1倍左右。而此次東芝展出的芯片也正是利用了STT技術，只是進一步地降低了芯片面積，在一枚郵票見方的芯片上做出了1GB內(nèi)存，這也使得世界看到了磁阻內(nèi)存的威力——它的記錄密度是DRAM的成百上千倍，速度卻所有現(xiàn)有的內(nèi)存技術都要快。
大密度、快訪問、極省電、可復用和不易失是磁阻內(nèi)存的五大優(yōu)點，這使它在各個方面都大大超過了現(xiàn)有的甚至正在研發(fā)的存儲技術——閃存太慢、SRAM和DRAM易揮發(fā)、鐵電存儲可重寫次數(shù)有限、晶相存儲不易控制溫度……MRAM可以說是集各個技術的優(yōu)點于一身的高質(zhì)量產(chǎn)品。
目前，MRAM已經(jīng)在通信、軍事、數(shù)碼產(chǎn)品上有了一定的應用。2008年，日本的SpriteSat衛(wèi)星就宣布使用飛思卡爾半導體公司生產(chǎn)的MRAM替換其所有的閃存元件。預計在今后的一、兩年里，它就能夠實現(xiàn)量產(chǎn)，我們在打開計算機時，也就不再需要等待了。
磁阻式隨機存取記憶體(MRAM)或許在許多應用領域有取代 DRAM 與 SRAM 的潛力，但就連市場上唯一家生產(chǎn)這種非揮發(fā)性記憶體的供應商都認為，這種取代的過程得花上好一段時間。
一份來自資料儲存產(chǎn)業(yè)顧問機構 Coughlin Associates的報告指出，全球 MRAM 市場復合年成長率(CAGR)可達50%，包括MARM與STT-MRAM在內(nèi)的整體市場營收將由 2013年的1.9億美元，在2019年達到21億美元。
Coughlin Associates創(chuàng)辦人Tom Coughlin表示，MRAM一個最顯著的優(yōu)勢是能與CMOS制程相容，此外因為該制程技術成熟，相關的整合與 3D NAND 技術比起來比較不那么令人卻步。他指出，MRAM技術的演進可能會追隨快閃記憶體的腳步──也就是在被廣泛采用以及價格下降、儲存密度提升之前，先在一些利基型應用領域贏得青睞。
Coughlin并指出，STT (Spin-Torque-Transfer，自旋力矩轉移)-MRAM特別能提供在讀取/寫入以及耐久性方面的優(yōu)勢。而Gartner分析師Brady Wang則表示，MRAM被發(fā)現(xiàn)用來做為固態(tài)硬碟(SSD)的快取記憶體，但其密度仍然太低，通常應用在工業(yè)領域。
MRAM勝過DRAM的優(yōu)勢在于其非揮發(fā)性;Wang表示，，就像NOR或NAND快閃記憶體一樣，STT-MRAM能在沒有持續(xù)外部供電的情況下保存資料，而且其耗電量很低。此外由于結構簡單，MRAM的擴展性也優(yōu)于SRAM，能提升微縮程度并可望進一步降低制造成本。
而Wang也指出，與NAND快閃記憶體相較，STT-MRAM能在沒有中間的抹除步驟情況下，在儲存0與1之間切換;而該抹除步驟在快閃記憶體內(nèi)是不可少的，也增加了寫入延遲。這使得設計STT-MRAM控制晶片相對比設計NAND快閃記憶體控制晶片簡單許多。
Wang表示，目前市場上唯一生產(chǎn)MRAM晶片的廠商是Everspin Technologies，目前產(chǎn)品最大記憶體容量為64Mb;而128Mb甚至1Gb的MRAM可能會在未來兩年內(nèi)問世，其中1Gb產(chǎn)品將可望讓MARM進軍消費性應用。
Everspin 產(chǎn)品行銷總監(jiān)Joe OHare表示，其MRAM產(chǎn)品(該公司在5年多前就開始推出)，一開始應用在工業(yè)領域;而Everspin也已看到包括工業(yè)自動化、機器人、交通運輸以及醫(yī)療等應用領域對MRAM的廣泛采用。不過MRAM最大的成長動力是來自企業(yè)儲存。
隨著容量提升，Everspin將MRAM視為非揮發(fā)性記憶體獲得進一步采用的橋梁，在能提供媲美DRAM的性能同時，也能有更多像快閃記憶體一樣的儲存記憶體。OHare表示，隨著各種新興技術出爐，MRAM可望成為永久性、高性能儲存技術的關鍵選項。
MRAM 在企業(yè)儲存領域的應用案例之一是RAID系統(tǒng)，OHare指出，這類應用的考量是要在電力喪失時迅速復原;MRAM被應用于儲存元資料 (metadata)以及儲存系統(tǒng)資料，因此如果電力中斷，系統(tǒng)資訊仍能被保存在非揮發(fā)性MRAM，讓RAID系統(tǒng)能更快自我重建。
OHare也表示，Everspin還看到MRAM在其他企業(yè)儲存領域的許多應用，那些應用不需要DRAM的容量密度，但可利用非揮發(fā)性記憶體的優(yōu)勢;這個市場的規(guī)模很夠分量，而且并不是以價格來競爭，系統(tǒng)的可靠度才是重要推手。
不過Objective Analysis首席分析師Jim Handy 表示，最終價格與容量密度才是決定MRAM是否能大規(guī)模取代DRAM 或SRAM的關鍵，雖然其低功耗特性很吸引人，但大多數(shù)企業(yè)組織并不會去做那樣的整體擁有成本(TCO)估算;MRAM能在某些應用領域取代SRAM，以免除很容易出現(xiàn)故障的備用電池需求。
Handy指出，看重MRAM非揮發(fā)特性的產(chǎn)業(yè)(例如將其應用在ATM的金融業(yè))，會愿意為這種記憶體付出較高的代價;可是在目前，DRAM與快閃記憶體搭配各自的技術演進，仍扮演稱職的角色，因此并沒有立即性的理由被取代。
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