RRAM成为主流，大容量嵌入式内存支持的系统解决方案面世

发布于：2018/10/9 10:51:51 | 929 次阅读

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　　随着电子设备智能化程度的提高，软件编码增大，需要加快处理速度才能处理通信协议、身份验证、信息生成和历史积压数据。我们行业逐渐开始认识到这样一个现实 - 当前的内存技术无法满足新一代编码存储容量和性能需求，同时嵌入式软件编码也随之快速增加，由过去的几个千字节到现在的数个兆字节。
　　如果传统内存技术无法满足未来需求，那么哪种技术能够满足？随着闪存在消费类电子产品设计中无处不在的应用，是否可以考虑替代现有的过时技术？
　　内存困局
　　在设计新微控制器或系统芯片时，设计人员必须考虑嵌入式内存容量和组织结构，在做出架构决策时还要考虑集成。但是，下一代系统架构师还必须重新寻找嵌入式内存块与逻辑处理器集成的方式。
　　如果我们审视一下当前的闪存技术，信息存储是基于电荷密度。丢失几个电子可能造成严重的可靠度问题，当达到25nm以下时，闪存技术将遭受耐久性、保留度和可靠度的严重衰退。
　　为了克服闪存技术固有的耐久性、保留度和可靠度问题，目前的数据存储系统使用了可管理复杂架构与算法的高端内存控制器芯片，如纠错码和DSP算法、耗损平衡、坏块管理、数据复制、逻辑到物理映射、垃圾收集和DRAM缓冲。尽管需要有这些替代办法来支持闪存技术，但这些复杂的技术在嵌入式系统架构中转换并不容易。因此，现在迫切需要可有效替代闪存的新嵌入式内存技术。
　　嵌入式内存技术电阻式RAM
　　幸运的是，能够克服嵌入式闪存技术自身局限又具有成本优势、低功耗、高性能和小足迹的新型内存技术已经出现。其中前景的就是电阻式RAM（RRAM）技术。
　　目前主流存储器大部分都是RAM，在RAM中按原理还分为两类——易失性的（Volatile）和非易失的（Non-Volatile，海峡对岸的同胞们称为非挥发存储器，感觉舌头转不过来了），区别在于断电后是否保存数据。挥发性存储器有SRAM/DRAM，主要用途分别是高速缓存（cache）和内存条。非挥发存储器主要是包含硬盘（Hard Disk Drive, HDD）和Flash，用在我们的U盘，SD卡和SSD硬盘中。
　　典型的RRAM设备由两个金属电极夹一个薄介电层组成，其中介电层作为离子传输和存储介质。选用不同的材料，实际机制会有显着差别，但所有RRAM设备间的共同连接是电场或是热源，它们引起存储介质离子运动和局部结构变化，反过来又造成设备电阻的显着变化。
　　在3D架构中，RRAM各分层还可以彼此叠加，从而可以小足迹实现大内存容量。借助具体的架构技术，RRAM可以层叠在CMOS逻辑闸上，从而产生超密逻辑+内存系统的解决方案、
　　RRAM技术具有消费类电子产品、家用电器、无线传感器网络和性电子产品所需的成本竞争优势。而且，其经过提升的读写性能和高能效还有望应用于移动设备和可穿戴电子设备上。
　　随着RRAM成为主流，我们将看到由大容量嵌入式内存支持的高智能化系统解决方案，以及可在联网设备间实现新型应用的高效率微控制器。RRAM是未来的发展趋势，也是将最终让备受推崇的物联网成为现实的力量之一。

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