新式存儲(chǔ)器技術(shù)隊(duì)伍包括MRAM、PCRAM和ReRAM,受惠技術(shù)、材料、設(shè)備等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵突破,正邁向大規(guī)模量產(chǎn)的路上,眼前我們正處于見證存儲(chǔ)器歷史的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。新式存儲(chǔ)器可分為獨(dú)立型產(chǎn)品,以及嵌入于邏輯工藝,用于取代部分傳統(tǒng)的嵌入式快閃存儲(chǔ)器eFlash技術(shù),而在嵌入式技術(shù)上,趨勢(shì)已快速成熟中。但用于獨(dú)立型存儲(chǔ)器上,目前還有性能、成本的問(wèn)題待克服。
MRAM為磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器,架構(gòu)是在晶體管中的存儲(chǔ)單元就在后端互聯(lián),甚至不占用“硅”的面積,可以做到直接嵌入到邏輯的電路里,因此可以做的非常小,一個(gè)晶體管一個(gè)存儲(chǔ)單元。
再者PCRAM就是相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器,以及ReRAM是叫電阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器,比MRAM更有吸引力之處在于,這兩種新式存儲(chǔ)技術(shù)可以跟NAND一樣,實(shí)現(xiàn)3D三維的架構(gòu)。
可以說(shuō)新式存儲(chǔ)器的應(yīng)用范圍很廣,但若把其效益發(fā)揮至最大值,先鎖定兩大應(yīng)用:物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)中心。
(來(lái)源:Applied Materials)
我們常常講的物聯(lián)網(wǎng),就是所謂的邊緣終端、邊緣設(shè)備?,F(xiàn)在的邊緣設(shè)備架構(gòu),就是一個(gè)邏輯芯片加上一個(gè)sram芯片,其中SRAM的功能是計(jì)算,然后再加一個(gè)3DNAND芯片,用來(lái)存儲(chǔ)算法/軟件/代碼。
所謂“邊緣”,就是因?yàn)闆](méi)有連線,無(wú)法通電,這時(shí)候功耗的問(wèn)題就很重要,因?yàn)楣臎Q定可以用多長(zhǎng)的時(shí)間。
這時(shí),MRAM就可以替代SRAM的功能。因?yàn)镾RAM是不用的時(shí)候也在耗電,甚至還漏電,但有些邊緣設(shè)備可能99%的時(shí)間都在待機(jī),如果用MRAM部分取代SRAM,就可以改善很多的功耗問(wèn)題。
3DNAND也一樣,它實(shí)際上是高電壓的器件,若是部分用MRAM部分取代3DNAND也可以達(dá)到降低功耗的目的。
MRAM有兩大優(yōu)點(diǎn),第一是待機(jī)的時(shí)候不耗電,第二是比閃存便宜很多,若論缺點(diǎn),則是MRAM的速度還沒(méi)有到SRAM等級(jí)。例如物聯(lián)網(wǎng)大量使用的MCU等,MRAM就非常適合使用。
接著來(lái)看云端和大數(shù)據(jù)中心。這塊領(lǐng)域有三個(gè)挑戰(zhàn)。首先是海量數(shù)據(jù)的涌入,再來(lái)是需要快速進(jìn)行運(yùn)算,第三個(gè)關(guān)鍵仍是回到功耗。
目前主流的架構(gòu)是DRAM再加上SSD去存儲(chǔ)數(shù)據(jù),但要如何做到用新型的存儲(chǔ)器來(lái)提高性能?
方法一,是把DRAM部分取代掉,因?yàn)閺墓慕嵌?,DRAM有功耗到問(wèn)題。再者PCRAM、ReRAM可以做3D架構(gòu)后,在成本上具備優(yōu)勢(shì)。
方法二,是把SSD部分取代。SSD的優(yōu)勢(shì)是便宜,受惠3DNAND堆疊技術(shù)成熟,現(xiàn)在128層堆疊都要量產(chǎn),3DNAND成本越來(lái)越低,但弱點(diǎn)卻是性能。
如果用PCRAM、ReRAM取代部分DRAM,一來(lái)同樣可以實(shí)現(xiàn)3D架構(gòu),二來(lái)性能要比SSD好很多。
關(guān)鍵詞:SRAM MRAM