Энергонезависимая память

Энергонезависимая память (от англ. Non Volatile Random Access Memory, NVRAM) — это электронные устройства (микросхемы) для записи, считывания и хранения данных, которые имеют возможность хранить информацию без источника внешнего питания.

В линейке Макро Групп представлены следующие типы энергонезависимой памяти: Nor / Nand Flash, MRAM.

Flash память — элементарная ячейка хранения данных Flash которая состоит из транзистора с плавающим затвором. Специфика данного типа транзистора заключается в том, что он имеет возможность удерживать заряд. На основе данной ячейки созданы основные виды флэш-памяти NOR и NAND. Оба типа не являются конкурентами, так как у каждого из них имеются свои достоинства и недостатки.

Достоинства NOR

  • большая скорость считывания данных;
  • отсутствие ограничений при выборке данных;
  • сравнительно большой размер секторов микросхем памяти;
  • гарантированно высокое качество ячеек памяти при производстве.

Достоинства NAND

  • значительно более высокая скорость записи и стирания данных;
  • намного более высокий ресурс циклов записи/стирания информации;
  • страницы памяти имеют меньший размер, они сгруппированы в блоки;
  • последовательная выборка информации;
  • высокая технологичность микросхем памяти, что заключается в меньшем количестве операций при производстве и в три — пять раз меньшей площади ячейки памяти.

Энергонезависимая память NOR / NAND Flash в линейке поставок Макро Групп представлена производителем Macronix www.macronix.com

Последовательная NOR память

Macronix предлагает последовательную Flash память в стандартном промышленном исполнение с плотностями от 512Kb до 512Mb, которая также обратно совместима с семействами высокопроизводительной памяти Serial Flash MXSMIO® и MXSMIO® Duplex (DTR)

MX25xxx06 — серия со стандартным последовательным интерфейсом
MX25xxx08 — семейство с уникальным ID
MX25xxx26 — память для устройств с защитой параметров
MX25xxx35/36/45 — Семейства MXSMIO® (Multi-I/O) & MXSMIO® Duplex (DTR)

Параллельная NOR память

MX29F, MX29LV и MX29SL — серия со стандартным режимом доступа
MX29GL и MX68GL — серия со страничным режимом доступа
MX29NS и MX29VS — серия с режимом доступа Burst Mode

MRAM память — состоит из ячеек MRAM Everspin, в каждую из которых входит один управляющий транзистор и ячейка памяти MTJ (магнитный туннельный эффект — MagneticTunnel Junction). Микросхемы энергонезависимой памяти MRAM выпускаются на базе 180- и 130-нм CMOS-процесса с 5-ю уровнями металлизации. В конструкцию входят и шины программирования, защищенные веществом с высокой проницаемостью для сосредоточения магнитного потока.

Энергонезависимая память MRAM в линейке поставок Макро Групп представлена производителем Everspin www.everspin.com

Достоинства MRAM

  • имеет время выборки для чтения/записи, равное 35 ns,
  • неограниченное количеством циклов перезаписи
  • произвольный доступ к ячейкам MRAM более быстрый, чем к DRAM, и не требует регенерации для сохранения данных
  • напоминая стандартную SRAM или 40-МГц память с байтовой адресацией, неограниченным количеством циклов перезаписи и SPI-интерфейсом. MRAM действует быстрее, чем многие микросхемы SRAM в режиме резервного питания от внешней батареи.
  • магнитные ячейки памяти MRAM могут сохранять данные более 20 лет при максимальной рабочей температуре и без подачи напряжения питания
  • в отличие от Flash или EEPROM для MRAM можно выполнять запись данных в произвольную ячейку памяти с той же скоростью, что и чтение (35 ns).
  • Flash-память является программируемой поблочно энергонезависимой памятью, для которой требуется значительное время на стирание информации (секунды). Она также имеет малую скорость записи страницы (>100 мкс).
  • EEPROM является энергонезависимой памятью с произвольным доступом, но она имеет большое время произвольной записи (миллисекунды).
  • интерфейс SPI компании Everspin не имеет задержки при записи или ограничения на работу только с полной страницей, как в традиционных микросхемах EEPROM.
  • как для Flash, так и для EEPROM-памяти необходимо высокое внутреннее напряжение при записи и большое время программирования. Операция программирования приводит к разрушению плавающих затворов, поэтому количество циклов записи ограничено диапазоном от 10000 до 1000000.
  • каждая запись данных в ячейку памяти постепенно уменьшает надежность сохранности, тем самым, уменьшая время хранения информации.
  • микросхемы памяти SRAM с источником дополнительного автономного питания — это категория энергонезависимой памяти с произвольным считыванием/записью, где показатели времени цикла приближено к показателям MRAM. Недостатком является большая сложность и громоздкость памяти из конструктивной связки микросхемы, батареи питания и энергонезависимого контроллера. Из-за этого уменьшается и надежность конструкции в сравнении с MRAM, имеются более высокие трудности с монтажом, демонтажем и обслуживанием.

Микросхемы MRAM памяти с произвольным доступом от Everspin включают в себя магнитные элементы памяти с типовым технологическим процессом КМОП-логики (CMOS). Благодаря этому обеспечивается более высокая логическая емкость, малая цена, полная независимость от внешних источников питания, высокая скорость считывания и записи данных сравнимая с SRAM при неограниченном количестве циклов. Благодаря этому уникальному сочетанию характеристик MRAM памяти от Everspin превосходит все иные технологии оперативной и энергонезависимой памяти.

Сравнение микросхем памяти с параллельным интерфейсом и произвольной выборкой объемом 1 Мбит различных технологий изготовления приведено в таблице 1.

Характеристики В8SRAM FRАМ mvSRAM Toggle MRAM
Быстродействие, нс 45 90 25 35
Активный ток (чтение/запись), мА 16/16 12 55/55 30/65
Ток в режиме Standby 4 мкА 150 мкА 5 мА 7 мА
Количество циклов перезаписи Бесконечно 1014 (негативное влияние со стороны архитектуры «деструктивного чтения») Бесконечно (для SRAM, но ограничено значением 106 для EEPROM) Бесконечно
Время хранения информации, лет 10 (зависит от батареи) 10 20 >20
Батарея резервного источника электропитания Да Нет Нет Нет
Внешний конденсатор Нет Нет Да Нет

Продукция
НаименованиеПроизводительЦена мелкий опт, USD.Цена опт, USD.Наличие, шт.
MR25H40MDFEverspin Technologies14,69513,87924
MR25H256CDFEverspin Technologies2,9512,7872400
Производители
Новости
13.06.2017, 17:15
Изменения в производстве и поставках памяти MRAM от Everspin Technologies
Компания Everspin Technologies, производитель микросхем памяти MRAM, объявила о важных изменениях в своей производственной программе.
11.04.2017, 16:00
UltraScale DRAM контроллер Xilinx получил совместимость с ST-MRAM от Everspin
Компания Everspin Technologies объявила о совместимости своей памяти Spin Torque MRAM (ST-MRAM) и ПЛИС UltraScale компании Xilinx.