非易失性存储器MRAM的两大优点

新式存储器技术队伍包括MRAM、PCRAM和ReRAM，受惠技术、材料、设备等环节的关键突破，正迈向大规模量产的路上，眼前我们正处于见证存储器历史的转折点。新式存储器可分为独立型产品，以及嵌入于逻辑工艺，用于取代部分传统的嵌入式快闪存储器eFlash技术，而在嵌入式技术上，趋势已快速成熟中。但用于独立型存储器上，目前还有性能、成本的问题待克服。

MRAM为磁性随机存取存储器，架构是在晶体管中的存储单元就在后端互联，甚至不占用“硅”的面积，可以做到直接嵌入到逻辑的电路里，因此可以做的非常小，一个晶体管一个存储单元。

再者PCRAM就是相变随机存取存储器，以及ReRAM是叫电阻随机存取存储器，比MRAM更有吸引力之处在于，这两种新式存储技术可以跟NAND一样，实现3D三维的架构。

可以说新式存储器的应用范围很广，但若把其效益发挥至最大值，先锁定两大应用：物联网、云计算和大数据中心。

 

（来源：Applied Materials）

我们常常讲的物联网，就是所谓的边缘终端、边缘设备。现在的边缘设备架构，就是一个逻辑芯片加上一个sram芯片，其中SRAM的功能是计算，然后再加一个3DNAND芯片，用来存储算法/软件/代码。

所谓“边缘”，就是因为没有连线，无法通电，这时候功耗的问题就很重要，因为功耗决定可以用多长的时间。
这时，MRAM就可以替代SRAM的功能。因为SRAM是不用的时候也在耗电，甚至还漏电，但有些边缘设备可能99%的时间都在待机，如果用MRAM部分取代SRAM，就可以改善很多的功耗问题。

3DNAND也一样，它实际上是高电压的器件，若是部分用MRAM部分取代3DNAND也可以达到降低功耗的目的。
MRAM有两大优点，第一是待机的时候不耗电，第二是比闪存便宜很多，若论缺点，则是MRAM的速度还没有到SRAM等级。例如物联网大量使用的MCU等，MRAM就非常适合使用。

接着来看云端和大数据中心。这块领域有三个挑战。首先是海量数据的涌入，再来是需要快速进行运算，第三个关键仍是回到功耗。

目前主流的架构是DRAM再加上SSD去存储数据，但要如何做到用新型的存储器来提高性能？

方法一，是把DRAM部分取代掉，因为从功耗角度，DRAM有功耗到问题。再者PCRAM、ReRAM可以做3D架构后，在成本上具备优势。

方法二，是把SSD部分取代。SSD的优势是便宜，受惠3DNAND堆叠技术成熟，现在128层堆叠都要量产，3DNAND成本越来越低，但弱点却是性能。

如果用PCRAM、ReRAM取代部分DRAM，一来同样可以实现3D架构，二来性能要比SSD好很多。