千倍提速，你確定還不買影馳SSD？

2023-07-18 07:00:12 1

不再擔心使用壽命，速度再提升1000倍，除了SSD，你還有其他選擇麼？

存儲器是當今每一個計算機系統、存儲方案和行動裝置都使用的關鍵部件之一。目前，幾乎所有產品都使用一種或組合使用若干種基於電荷存儲的易失性存儲器DRAM和SRAM，以及非易失性存儲器NOR和NAND快閃記憶體。現有的這些存儲器具有顯著優勢，導致其在過去30年佔居市場主導地位。但因為系統始終在追求更快、更小、更可靠、更便宜，以在未來五到十年間進行有力競爭，所以上述存儲器的不足，也給其未來蒙上陰影。

當NAND Flash和DRAM的發展開始精疲力竭時，磁性內存（MRAM）和相變內存（PRAM）的出現成為最完美的解決方案。

MRAM(Magnetic Random Access Memory) 是一種非揮發性的磁性隨機存儲器。它擁有靜態隨機存儲器（SRAM）的高速讀取寫入能力，以及動態隨機存儲器（DRAM）的高集成度，而且基本上可以無限次地重複寫入。

2007年，磁記錄產業巨頭IBM公司和TDK公司合作開發新一代MRAM，使用了一種稱為自旋扭矩轉換(spin-torque-transfer , STT)的新型技術，利用放大了的隧道效應(tunnel effect)，使得磁致電阻的變化達到了1倍左右。適合許多主流應用，特別是作為存儲技術，因為它既有DRAM和SRAM的高性能，又有快閃記憶體的低功耗和低成本，且其可採用10nm工藝製造;另外，還可沿用現有的CMOS製造技術和工藝。因它是非易失性的，所以當電源掉電或徹底關閉時，STT-MRAM將能無限期地保存數據。

（STT-RAM的基本原理）

Grandis 總裁暨執行長Farhad Tabrizi指出：「 STT-RAM 有龐大的市場潛力成為通用、可擴展的內存，它能在45納米節點取代嵌入式 SRAM 以及快閃記憶體，在32納米節點取代DRAM，最終成為NAND的替代品。」作為一種獨立的存儲器件，基於其更高速度、更低延遲、可擴展性和無限使用壽命等特性，STT-MRAM被用於取代SRAM、DRAM和NOR快閃記憶體。STT-MRAM不像DRAM那樣需要功率刷新，且其讀出過程是不破壞所存數據的。在系統級，這些特性提供了顯著的功耗優勢及更低延遲。這些都是現有存儲器不可比擬的優勢。

目前，STT-MRAM 是次世代內存中最實際的替代方案，95% 的現行 DRAM 產設備皆可用於製造 STT-MRAM。IBM 和三星之外，SK 海力士（SK Hynix）和東芝（Toshiba）也協力研發此一技術。

接下來我們聊PCM——相變內存。

（相變內存）

相變內存結合了DRAM內存的高速存取，以及快閃記憶體在關閉電源之後保留數據的特性，被業界視為未來快閃記憶體和內存的替代品。根據PCM的技術特點，使用這種存儲方案的設備將擁有更短的啟動時間，更低的功耗也就相當於更長的續航以及更強的耐用性。由於PCM斷電後不丟失數據的特性，實際上除輔助DRAM作為內存之外還可替代NOR/NAND快閃記憶體的作用。

（相變內存工作原理）

功耗僅為快閃記憶體的一半。採用的生產工藝達到22nm，比當前非常先進的45nm更領先，因此存儲單元的尺寸更加細微。相變內存可以在不刪除現有數據的情況下寫入數據，這比如今的內存更為快捷。它的另外一個優點是，相變內存可以重複寫入10萬次以上，比快閃記憶體更加耐用；此外，相變內存還是比快閃記憶體更加有效和高效的非揮發性內存。讀寫速度可以達到快閃記憶體的1000倍。

在相變內存上，英特爾的 3D Xpoint 就包含 PRAM 技術。等到完整的PCM技術成熟結合 DRAM 和 NAND Flash 優點，速度和耐用性將提高 1 千倍。