Idealer Ersatz für SRAM
Was für MRAM spricht
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Unbegrenzt wiederbeschreibbar
MRAM hat die unbegrenzte Wiederbeschreibbarkeit von SRAM. Flash-Speicher unterliegt hingegen einem Verschleißmechanismus, sodass bei der nutzbaren Lebensdauer des entwickelten Produkts die Wiederbeschreibbarkeit des Flash-Speichers berücksichtigt werden muss. Generell hat NAND-Flash eine Wiederbeschreibbarkeit von 103 bis 104 Schreibzyklen, während sie bei NOR-Flash zwischen 104 und 105 Zyklen liegt. Um die Anforderungen an die Lebensdauer des Produkts zu erfüllen, muss der Flash-Speicher entsprechend überdimensioniert werden, damit genügend Ersatz-Speicherzellen vorhanden sind, wenn Flash-Zellen während der Produktlebenszeit ausfallen. Auch das Wear-Leveling ist eine wichtige Technik zur Verlängerung der Flash-Lebenszeit. Es verteilt die Schreibvorgänge gleichmäßig auf alle Flash-Speicherzellen.
Jobangebote+ passend zum Thema
Im Gegensatz dazu hat die erste Generation von „Toggle“-MRAM keinen Verschleiß, sodass Bausteine mit geringerer Dichte eingesetzt werden können (Bild 3). Und da bei MRAM kein Speichermanagement erforderlich ist, kann möglicherweise ein kleinerer, günstigerer Mikroprozessor eingesetzt werden. Zudem wird die Lebensdauer des Produkts nicht mehr durch die begrenzte Wiederbeschreibbarkeit des Flash-Speichers eingeschränkt. Dies ist in der Luft- und Raumfahrt, im Automotive-Bereich, in der Industrie und in der Medizintechnik ein wichtiger Vorteil, denn die Lebensdauer der Produkte ist dort von besonderer Bedeutung und in vielen Fällen sogar kritisch.
Die erste Generation von „Toggle“-MRAM kennt keinen dielektrischen Break-Down und verschleißt somit auch nicht. Everspin hat die erste „Toggle“-MRAM-Generation mit über 1015 Lese- und Schreibzyklen getestet, ohne dass ein Breakdown oder Verschleiß eingetreten ist.
Ideal für langlebige Wirtschaftsgüter
Ob bei Motorsteuerungen, Infotainment-Systemen oder Datenrekordern – mit MRAM können mehr und häufiger Daten gespeichert werden, sodass Log-Daten häufiger und präziser erfasst werden können, als dies mit Flash möglich wäre – ohne dass bei der Entwicklung eine beschränkte Produktlebensdauer berücksichtigt werden muss. Dementsprechend können die Produkte für äußerst lange Lebenszyklen entwickelt werden. Dank der praktisch unbegrenzten Wiederbeschreibbarkeit und der hohen Schreibgeschwindigkeit wird MRAM der ersten Generation in vielen automotiven Anwendungen eingesetzt, bei denen die Datenprotokollierung zum Speichern von Ereignissen dient.
In vielen aktuellen Anwendungen, z.B. im Automotive-Bereich sowie in der Luft- und Raumfahrt und in der Energieüberwachung in Systemen zur Datenprotokollierung, ist der Energiebedarf ein wichtiger Faktor. Auch wenn die Stromaufnahme von MRAM über der von SRAM liegt, kann MRAM dank seiner nichtflüchtigen Speicherung zwischenzeitlich ausgeschaltet werden, um die Energieaufnahme zu reduzieren (Bild 4). Bei der Bemessung der Ein- und Ausschaltzyklen im Rahmen der Entwicklung muss die jeweilige Anwendung berücksichtigt werden.
Mit dem weiteren Fortschritt der MRAM-Technologie ist eine neue Speicherklasse möglich geworden, die sich wie nichtflüchtiges DRAM verhält. ST-MRAM wird in Speichersystemen für Unternehmen als Schreibpuffer bzw. Cache, anfänglich in SSDs, eingesetzt. Dadurch, dass keine großen Kondensatoren oder Batterien benötigt werden, eröffnet ST-MRAM den Herstellern von High-End-SSDs erhebliche Vorteile. Diese Vorteile werden noch ausgeprägter, wenn Hochgeschwindigkeits-SSDs in kleiner Bauform, z.B. M.2 und U.2, sich stärker durchsetzen. Mit zunehmender Bitdichte wird dieselbe Technologie auch in RAID-Systemen als Schreib-Cache und in Speicher-Servern als echter Storage-Class-Speicher eingesetzt werden. Andere in der Entwicklung befindliche nichtflüchtige Speichertechnologien bieten nicht die hohe Schreibgeschwindigkeit und Wiederbeschreibbarkeit, um sie als nichtflüchtiges DRAM einsetzen zu können. Dadurch hat ST-MRAM auf diesem Gebiet eine einzigartige Position.
Der Autor
Chuck Bohac
leitet die Applikationsentwicklung bei Everspin Technologies. Er hat an der University of Illinois studiert und dort mit einem Bachelor of Science in Electrical Engineering abgeschlossen. Außerdem hat er einen Master of Business Administration von der Amber University, Dallas, Texas. Nach verschiedenen Positionen in der Halbleiterindustrie, wie Design, Entwicklungsmanagement, Vertriebsleitung und Vertriebssteuerung sowie Business Development, verfügt er mittlerweile über mehr als 30 Jahre Branchenerfahrung.
- Was für MRAM spricht
- Unbegrenzt wiederbeschreibbar
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
1-Gb-eMRAMs noch in diesem Jahr
Samsung feiert die ersten eingebetteten MRAMs
Everspin Technologies
Neuer CEO
Everspin
Erstes 1-GBit-ST-MRAM in Mustern
Flash-Speicher
NOR-Flash von Winbond mit »very low-power«
Flash-Speicher
Welcher Typ für welche Anwendung?
