MRAM是一種非易失性存儲技術(shù)，可以在不需要電源的情況下將其內(nèi)容保留至少10年。它適用于在系統(tǒng)崩潰期間需要保存數(shù)據(jù)的商業(yè)應用。基于MRAM的設(shè)備可以為“黑匣子”應用提供解決方案，因為它以SRAM的速度寫入數(shù)據(jù)，同時在發(fā)生總功耗之前保留數(shù)據(jù)。

MRAM與內(nèi)存

內(nèi)存選項的比較與其他內(nèi)存技術(shù)選項相比，MRAM具有明顯的優(yōu)勢（下表1）。

表格1 MRAM與其他內(nèi)存技術(shù)相比具有相對優(yōu)勢

Flash

這項技術(shù)利用電荷存儲在覆蓋在柵極氧化物上的一塊浮動多晶硅（浮動柵極）上。對閃存位單元進行編程需要一個高電壓場，該場能使電子加速得足夠快，以克服硅與浮柵之間的氧化物的能壘。

這導致電子穿透氧化物并為浮置柵極充電，從而改變了位單元晶體管的閾值電壓。電子通過氧化物的反復轉(zhuǎn)移逐漸使氧化物材料磨損，在位不再起作用之前，閃存被限制為10K-1M寫周期。

連續(xù)寫入會在10天之內(nèi)耗盡一些閃存。同時由于不涉及充電或放電，MRAM可以承受無限的寫入周期。編程過程中會旋轉(zhuǎn)磁極，這是一種無損且無損的操作。

在編程期間，閃光燈需要高壓才能使電子穿過氧化物材料。MRAM使用產(chǎn)生磁場的電流來編程自由層。此外，閃存對存儲器陣列的大塊執(zhí)行編程器擦除操作。MRAM在單個地址上執(zhí)行寫入。

SRAM

SRAM使用保持CMOS邏輯電平的有源晶體管，需要電源才能保留存儲器內(nèi)容。MRAM存儲器的內(nèi)容保持在其自由磁性層的極性中。由于該層是磁性的，即使沒有電源也可以保持其狀態(tài)。

隨著技術(shù)不斷縮小SRAM單元的體積，較小的幾何器件往往會泄漏更多電流。對于單個單元來說，這種泄漏很小，但是當與存儲設(shè)備中的數(shù)百萬個單元相乘時，泄漏就變得很明顯。隨著技術(shù)的萎縮，這種影響有望保持。鑒于MRAM的非易失性，可以在系統(tǒng)中使用掉電技術(shù)以實現(xiàn)零電流泄漏。

電池供電的SRAM

它由一個SRAM單元和一個包裝在同一包裝中的電池組成。該非易失性存儲器使用電池電量來保留存儲器內(nèi)容。同時MRAM不需要電池來保存數(shù)據(jù)，并且以比電池后備SRAM更快的速度執(zhí)行讀/寫操作。這樣可以提高可靠性并消除與電池處理有關(guān)的環(huán)境問題。

EEPROM

與MRAM相比，該獨立存儲器的編程速度要慢得多，并且寫入循環(huán)能力有限。

NVSRAM

也稱為非易失性SRAM，它結(jié)合了SRAM和EEPROM功能。它會在斷電時將數(shù)據(jù)從SRAM存儲到EEPROM。但是數(shù)據(jù)傳輸非常慢，并且在數(shù)據(jù)傳輸期間需要大的外部電容器來保持NVSRAM的電源。MRAM提供了更快的寫入速度，可以在正常的系統(tǒng)操作期間寫入數(shù)據(jù)。

因此在掉電期間最少的數(shù)據(jù)傳輸是必需的。使用MRAM的應用程序也可以受益于安全寫入存儲器而無需使用大型外部電容器。

FRAM

另一個非易失性RAM鐵電RAM（FRAM）具有典型的小型陣列大小，范圍從4Kbit到1Mbit。陣列尺寸很小，因為該技術(shù)的可擴展性有限，無法進一步縮小位單元的尺寸。

沒有這種可伸縮性限制，MRAM可以提供更大的內(nèi)存陣列。而且MRAM的編程速度比FRAM快。一些FRAM具有有限的循環(huán)能力（例如100億個循環(huán)）。他們還需要在讀取后刷新存儲器，因為該操作會破壞正在讀取的位單元的內(nèi)容。

DRAM

使用此技術(shù)，必須經(jīng)常刷新內(nèi)存以保留數(shù)據(jù)。