表1:各種存儲器技術(shù)的主要性能比較

閃存技術(shù)是利用存儲在一片放置在柵氧化層上的浮動多晶硅(浮動?xùn)?上的電荷來實現(xiàn)存儲的。閃存位元的編程需要強電場，將電子加速到充足的速度以便電子可以克服硅層和浮動?xùn)胖g氧化層的能阻。這使得電子穿透氧化層對浮動?xùn)懦潆?，從而改變位元晶體管的閾值電壓。電子重復(fù)地穿越氧化層造成氧化層材料的逐漸耗損，因此閃存的讀寫次數(shù)限制在10k~1M次，之后位元存儲功能將喪失。由于連續(xù)的寫操作，某些閃存可能10天后就會損壞。而MRAM可以承受無限次的寫周期，因為沒有充電和放電過程。磁性極在編程過程中旋轉(zhuǎn)，這是非破壞性和非退化性的操作。

編程過程中，閃存需要高電壓吸引電子穿越氧化層材料，而MRAM則使用電流創(chuàng)建磁場來對自由層編程。通常閃存在存儲器陣列的大塊上執(zhí)行程序或擦除操作，而MRAM可以在單獨地址上執(zhí)行寫操作。

相對于SRAM需要電能來保留內(nèi)存內(nèi)容，因為使用的是采用CMOS邏輯的有源晶體管，而MRAM存儲器是利用自由磁性層的極性來保存內(nèi)容的，磁層是帶磁性的，因此不需要電能就能保留其狀態(tài)。

隨著技術(shù)繼續(xù)進(jìn)一步縮小SRAM單元，幾何設(shè)備越小泄漏就會越多。對于單個位元而言泄漏可能微不足道，但是內(nèi)存設(shè)備中有成百萬個單元，因此泄漏就會非常大。隨著技術(shù)性的發(fā)展而進(jìn)一步縮小單元，此影響會繼續(xù)增大。然而MRAM是非易失性的，在系統(tǒng)中可以利用停電保護(hù)技術(shù)，從而使泄漏電流接近于零。

電池后備供電的SRAM 電池后備供電的SRAM由SRAM單元以及同一封裝中附帶的電池組成。此內(nèi)存是非易失性的，因為電池提供保留內(nèi)存內(nèi)容所需要的電能。但是MRAM并不需要電池來保存數(shù)據(jù)。MRAM的讀寫速度比電池后備供電的SRAM要快。不使用電池提高了可靠性(由于電池組件本身降低了可靠性)，并解決了與廢棄電池相關(guān)聯(lián)的環(huán)境保護(hù)問題。

相對于EEPROM 與具備有限次寫周期能力的MRAM相比，即便是優(yōu)異的電子可擦寫只讀存儲器(EEPROM)，其編程速度也較慢。

相對于NVSRAM或非易失性SRAM采用SRAM和EEPROM的結(jié)合。NVSRAM在停電過程中將SRAM上的數(shù)據(jù)存儲至EEPROM。但是，這種向EEPROM進(jìn)行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移非常慢。因為緩慢的轉(zhuǎn)移速度，需要有一個較大的外部電容器保持電能，從而在進(jìn)行數(shù)據(jù)保存轉(zhuǎn)移時對NVSRAM供電。但是，MRAM寫入速度更快，從而數(shù)據(jù)可以在正常的系統(tǒng)操作過程中寫入。因此在停電過程中所需的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移量很小。使用MRAM不僅可以安全寫入內(nèi)存，還不需要較大的外部電容器。

 

相對于FRAM 雖然鐵電RAM(FRAM)也是一種非易失性RAM，但通常陣列很小，一般為4k～1M位。陣列很小是因為FRAM技術(shù)的可擴縮性有限，從而無法進(jìn)一步縮小位元尺寸。而MRAM的可擴縮性限制與FRAM不同，因此可以實現(xiàn)較大的存儲器陣列。另外，MRAM編程還比FRAM快。某些FRAM的寫周期次數(shù)有限，大約為100億次。一些FRAM也要求在讀取之后刷新存儲器，因為操作破壞了所讀取位元的內(nèi)容。

相對于DRAM 動態(tài)RAM(DRAM)需要不斷刷新存儲器才能保存數(shù)據(jù)。而MRAM則不需要刷新存儲器。


本文關(guān)鍵詞：FRAM  DRAM  MRAM  SRAM    

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