嵌入式閃存及其對應(yīng)的離片NOR閃存，在非易失性內(nèi)存領(lǐng)域（即用于持久性或長期數(shù)據(jù)存儲）多年來占據(jù)著標(biāo)準(zhǔn)地位。然而，隨著工藝技術(shù)尺寸縮小至28nm以下，這些傳統(tǒng)內(nèi)存技術(shù)在支持方面顯得力不從心。此外，它們原本并非為AI、物聯(lián)網(wǎng)以及其他要求快速且大規(guī)模數(shù)據(jù)收集、傳輸、存儲及分析的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

為了滿足對高性能非易失性內(nèi)存的需求，兩種新興技術(shù)逐漸成為焦點(diǎn)：磁阻隨機(jī)存取存儲器（MRAM）和電阻隨機(jī)存取存儲器（RRAM）。這些嵌入式內(nèi)存不僅滿足了現(xiàn)代處理技術(shù)對密度、容量及可擴(kuò)展性的需求，還針對各種應(yīng)用場景、用例及特定需求進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

MRAM：卓越的可靠性與性能

從核心AI技術(shù)到借助云端連接的邊緣設(shè)備，各類應(yīng)用均呈現(xiàn)出獨(dú)特的內(nèi)存需求。MRAM與RRAM以其各自的顯著特性與權(quán)衡優(yōu)勢──包括可靠性、存儲密度、性能及成本等方面──為用戶提供了多樣化的選擇及針對不同用例的優(yōu)化方案。

以MRAM為例，它在極端環(huán)境下依然能保持出色的可靠性，并展現(xiàn)出卓越的功耗、性能與面積（PPA）綜合指標(biāo)。MRAM最初為滿足航空航天領(lǐng)域的嚴(yán)苛要求而研發(fā)，其通過可調(diào)磁層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了存儲密度的最大化。得益于其出眾的功耗控制及性能表現(xiàn)，MRAM成為那些追求極致可靠性和數(shù)據(jù)完整性的應(yīng)用的理想之選。

在現(xiàn)代交通工具中，MRAM的應(yīng)用尤為突出，如支持空中下載（OTA）軟件更新的智能汽車。此外，MRAM還有助于在不犧牲性能的前提下，降低高級微控制器（MCUs）和AI加速器的能耗。

然而，MRAM對強(qiáng)磁場較為敏感，這在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍。因此，在特定環(huán)境下，可能需要通過實(shí)施物理隔離措施或采用屏蔽技術(shù)來降低潛在風(fēng)險(xiǎn)。

RRAM：成本最低且密度最高

盡管MRAM已然成為傳統(tǒng)嵌入式閃存的流行替代選項(xiàng)，RRAM在市場認(rèn)知與采納程度上尚處于初期階段。RRAM借助介電層進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，相較于MRAM，它對磁場不敏感，但在極端環(huán)境與條件下的可靠性略遜一籌。

低成本與低能耗的特性，加之高密度及良好的可擴(kuò)展性，令RRAM成為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、可穿戴設(shè)備、室內(nèi)傳感器以及其他對成本、功耗及空間效率有較高要求的應(yīng)用的理想之選。此外，RRAM亦被應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，在這些場景中，環(huán)境條件相對溫和或已得到妥善處理。

不論具體的應(yīng)用或用例如何，MRAM與RRAM相較傳統(tǒng)的嵌入式內(nèi)存技術(shù)，均展現(xiàn)出更為卓越的密度、能效比、可擴(kuò)展性以及性能表現(xiàn)。

借助靈活且基于IP的編譯器優(yōu)化MRAM與RRAM的開發(fā)流程

新思科技提供基于IP的編譯器解決方案，有效簡化了MRAM與RRAM的集成工作。區(qū)別于市場上其他僅提供有限固定宏選項(xiàng)的產(chǎn)品，我們的編譯器具備高度的綜合性與可配置性，使開發(fā)者得以迅速構(gòu)建多樣化的內(nèi)存宏，并精準(zhǔn)匹配內(nèi)存規(guī)格（包括尺寸與寬高比）與微控制器（MCU）的具體需求。

以我們的MRAM編譯器為例，其支持的內(nèi)存容量高達(dá)128Mb，同時占用更小的芯片面積，并提供豐富的配置選項(xiàng)，如多比特字寬、寬高比及布局優(yōu)化等，遠(yuǎn)勝于其他同類IP解決方案。此外，寫驗(yàn)證寫與讀修改寫等高級功能有效提升了性能表現(xiàn)并降低了功耗。通過可配置的內(nèi)存宏生成，開發(fā)者能夠針對特定應(yīng)用場景進(jìn)行精細(xì)化優(yōu)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)超過10%的性能、功耗與面積（PPA）綜合優(yōu)勢。

我們的MRAM編譯器特別適用于那些對電源管理要求簡化、集成了自測試（BIST）與修復(fù)機(jī)制以及采用糾錯碼（ECC）技術(shù)的新興應(yīng)用領(lǐng)域。它不僅加速了系統(tǒng)級芯片（SoC）的開發(fā)與上市時間，還響應(yīng)了AI賦能應(yīng)用中對高可靠性、成本效益及高效能內(nèi)存的迫切需求。

目前，我們正積極在GF 22FDX工藝平臺上推進(jìn)汽車級MRAM與RRAM編譯器的開發(fā)工作。經(jīng)過測試，數(shù)據(jù)保持能力、寫入耐久性以及磁免疫性能均達(dá)到或超越了預(yù)設(shè)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

重塑嵌入式內(nèi)存與應(yīng)用的未來格局

MRAM與RRAM突破傳統(tǒng)內(nèi)存方案的局限，為汽車系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及AI加速器等廣泛領(lǐng)域帶來創(chuàng)新變革。其無縫的芯片內(nèi)集成、低能耗特性以及極高的存儲密度，使其完美適配當(dāng)前及未來計(jì)算需求的演進(jìn)。

領(lǐng)先的晶圓制造商已發(fā)布針對MRAM與RRAM技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展路線圖，其中包括推進(jìn)至6nm及更高工藝水平的FinFET（鰭式場效應(yīng)晶體管）解決方案。我們將不斷推進(jìn)下一代內(nèi)存技術(shù)的研發(fā)，并致力于協(xié)助重塑嵌入式系統(tǒng)的未來前景。