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微控制器与嵌入式内存大变革RRAM有啥本事?

企业新闻 / 2023-01-01 00:48

本文摘要:物联网(IoT)的经常出现和人类生活对智能设备誓言符合的市场需求于是以驱动着传统智慧在微控制器和嵌入式内存市场的完全变革。 随着电子设备智能化程度的提升,软件编码减小,必须减缓处理速度才能处置通信协议、身份验证、信息分解和历史积压数据。我们行业渐渐开始认识到这样一个现实-当前的内存技术无法符合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较慢减少,由过去的几个千字节到现在的数个兆字节。

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物联网(IoT)的经常出现和人类生活对智能设备誓言符合的市场需求于是以驱动着传统智慧在微控制器和嵌入式内存市场的完全变革。  随着电子设备智能化程度的提升,软件编码减小,必须减缓处理速度才能处置通信协议、身份验证、信息分解和历史积压数据。我们行业渐渐开始认识到这样一个现实-当前的内存技术无法符合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较慢减少,由过去的几个千字节到现在的数个兆字节。  据Web-FeetResearch等分析公司预测,到2018年,消费类电子设备的嵌入式内存市场将突破28.8亿美元,现在是我们为这一问题想要出有解决方案的时候了。

如果传统内存技术无法符合未来市场需求,那么哪种技术需要符合?随着存储器在消费类电子产品设计中无处不在的应用于,否可以考虑到替代现有的过时技术?  内存困局  在设计新的微控制器或系统芯片时,设计人员必需考虑到嵌入式内存容量和的组织结构,在作出架构决策时还要考虑到构建。但是,下一代系统架构师还必需新的找寻嵌入式内存块与逻辑处理器构建的方式。

  如果我们检视一下当前的存储器技术,信息存储是基于电荷密度。遗失几个电子有可能导致相当严重的可靠度问题,当超过25nm以下时,存储器技术将遭到耐久性、保有度和可靠度的相当严重衰落。

  为了解决存储器技术固有的耐久性、保有度和可靠度问题,目前的数据存储系统用于了可管理简单架构与算法的高端内存控制器芯片,如纠错码和DSP算法、损耗均衡、坏块管理、数据拷贝、逻辑到物理同构、垃圾搜集和DRAM缓冲器。尽管必须有这些替代办法来反对存储器技术,但这些简单的技术在嵌入式系统架构中切换并不更容易。因此,现在迫切需要可有效地替代存储器的新嵌入式内存技术。

  嵌入式内存技术电阻式RAM  幸运地的是,需要解决嵌入式存储器技术自身局限又具备成本优势、低功耗、高性能和小足迹的新型内存技术早已经常出现。其中最不具前景的就是电阻式RAM(RRAM)技术。  典型的RRAM设备由两个金属电极夹一个薄介电层构成,其中介电层作为离子传输和存储介质。

搭配有所不同的材料,实际机制不会有贞着差异,但所有RRAM设备间的联合相连是电场或是热源,它们引发存储介质离子运动和局部结构变化,反过来又导致设备电阻的显著变化。  我们Crossbar公司团队研发的一种RRAM使用了常用的非晶膜(如非晶硅(a-Si))作为构成丝状体的基质材料。电阻接上过程中构成的导电丝状体由线性的金属颗粒构成,而不是倒数的金属丝刷。

这些特性使其具备多种性能优势,未来将会避免存储器面对的诸多问题。  非晶硅与存储器有所不同,可顺利增大至5nm,而且性能较佳。

非晶硅RRAM与传统的RAM也有所不同,它的足迹增大,因而成本更加经济。RRAM模糊不清了有所不同内存类型之间的界限,从而修改了内存子系统的架构和分层,构建了成本更加较低、足迹更加小、密度更高、速度更慢的内存。

  在CMOS(有序金属物半导体)基础上,RRAM内存可与明确的逻辑功能密切构建,例如与安全性加密算法构建,用作智能卡或生物计量应用于。这种构建构建了大数据分析用于的高性能、大规模并行计算处置系统,将步入内存与逻辑系统混合架构的新时代。  在3D架构中,RRAM各分层还可以彼此变换,从而可以小足迹构建大内存容量。

利用明确的架构技术,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技术具备消费类电子产品、家用电器、无线传感器网络和重复使用电子产品所需的成本竞争优势。而且,其经过提高的读取性能和低能效还有望应用于移动设备和可穿着电子设备上。  随着RRAM沦为主流,我们将看见由大容量嵌入式内存反对的高智能化系统解决方案,以及可在联网设备间构建新型应用于的高效率微控制器。

RRAM是未来的发展趋势,也是将最后让倍受尊崇的物联网沦为现实的力量之一。


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