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(浮動柵)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柵之間氧化層的能阻。這使得電子穿透氧化層對浮動柵充電，從而改變位元晶體管的閾值電壓。電子重復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)進一步縮小SRAM單元，幾何設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聯(lián)的環(huán)境保護問題。

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。


本文關鍵詞：FRAM  DRAM  MRAM  SRAM    

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