淘汰内存+闪存！Intel MRAM已可量产：200℃高温能用10年

多年来，半导体行业的标准存储格局一直是DRAM内存＋HDD机械硬盘/SSD固态硬盘，不过各家巨头也一直在探寻新的、更好的方案，比如Intel的傲腾，就致力于消弭内存与硬盘之间的鸿沟。

还有一种方案就是MRAM(磁阻式随机访问内存) ，Intel、IBM、三星、海力士、东芝、TDK等大厂和一些创业企业都研究了好多年。现在，Intel宣布他们的MRAM已经准备好大规模量产了！

MRAM存储技术和NAND闪存类似是非易失性的，也就是断电后不会丢失数据，而写入速度可以达到NAND闪存的数千倍，建立时间(settling time)可以达到1纳秒，比目前DRAM内存的理论限制还要好，等于综合了RAM内存、NAND闪存的优点，可以兼做内存和硬盘。

同时很关键的是，它对制造工艺要求低 ，而且在传统DRAM工艺升级越来越难的情况下，MRAM却可以更轻松地更新，良品率也高得多，意味着成本可以得到更有效地控制。

Intel即将量产的MRAM就采用了很成熟的22nm FFL FinFET制造工艺，良品率居然超过了99.998％！ 对于一种很全新存储技术来说相当不可思议。

至于为何不用更新的14nm，可能是MRAM目前对新工艺不敏感，也可能是Intel 14nm工艺现在产能太紧张了，腾不出手来。

按照Intel给出的技术规格，这种MRAM的每个存储单元的面积为0.0486平方微米、容量7Mb ，读取时间0.9V电压下4纳秒、0.8V电压下8纳秒，写入时间-40℃下也有10微秒，写入寿命不低于一百万。

寿命那是相当的长，标准耐受温度范围-40℃到125℃，而Intel工程师强调，即便放置在200℃高温下数据完整性也能保持10年之久。

不过，MRAM具体什么时间投入规模量产，用于何种产品之上，Intel尚未给出更详细的说明。

NAND闪存穷途末路 下一代闪存技术百花齐放

由于闪存技术的发展，闪存正从U盘、MP3走向电脑、存储阵列等更广泛的领域。虽然其速度较以往的机械硬盘有了较大幅度的提升，但纵观整个计算架构，闪存仍旧是计算系统中比较慢的部分。况且目前主流的MLC和TLC在写入寿命上都还不尽如人意，并且随着工艺水平的提升，其寿命和良率还有越来越糟的倾向。闪存生产线已经达到15nm的水平，存储密度难在攀升、寿命却大幅下降。所以业界各个巨头都在积极研究下一代非易失性存储技术。

日前，镁光在IEEE IEDM 2014(国际电子设备大会)上就公布了其最新的可变电阻式存储（ReRAM）技术的最新进展。美光在大会上展出了其最新的27nm RAM颗粒，颗粒容量16Gb（2GB），核心面积168平方毫米，采用3层铜互连技术。而展出的芯片使用的是DDR接口，未来可以方便的更换其他接口。

由于只是用了27nm工艺制造，新的ReRAM在DieSize上相对于现在的NAND闪存并无优势，但在性能上，新的ReRAM却非常耀眼。根据镁光透露的消息，新的ReRAM可以承受10万次写入和百亿次读取；而更加难能可贵的是，ReRAM在目前就已经达到了900MB/s的读取速度和180MB/s的写入速度，读写延迟分别为2微秒和11.7微秒。在存储结构上，ReRAM可以在2个cell里存储3个bit，这一点介于目前的SLC和MLC之间。

由于未来的闪存标准还没有最终确定，因此，发力研究下一代闪存的企业和候选技术并不只此一家。

另一家名为Crossbar的新型科技公司正在研究一种名为RRAM的非易失性存储。虽然Crossbar并没有给出他们技术的具体性能，不过公司宣称其RRAM的擦写次数可以达到亿次级，并且可以在300摄氏度以下正常工作。而与目前NAND闪存工艺越高寿命越短行程对比的是，Crossbar的RRAM技术在现有技术演进路径下至少可以发展到4-5nm的水平。

当然，除了这些看似很遥远的技术，同样属于非易失性存储的相变内存（PCM）也是下一代闪存标准的有力竞争者。而且推崇这一技术的IBM已经开始着手研究如何利用相变内存替代现有NAND闪存的方案了。相对于现有NAND闪存，相变内存的擦写次数可以达到百万次级别，并且在速度上交传统闪存有上百倍的提升。当然更重要的是，镁光等厂商已经开始量产地规格的相变内存芯片。并且业界也已经有一些采用相变内存的实际产品。

随着NAND闪存在工艺进步下逐渐达到寿命临界点，新的闪存技术正在不断涌现。而这些技术最大的目标就是要在提高速度和寿命的前提下，继续推动摩尔定律向前发展，并为未来制程演进做好准备。相信2015年更多新类型的非易失性存储新品将出现在市场上和实验室里。

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