磁阻式記憶體(MRAM)長久以來一直被視為兼具運算、儲存能力的下世代記憶體之一,可望用於取代以電池供電的SRAM;而今,它可能面臨來自微芯科技(Microchip Technology)以最新EERAM「舊瓶新酒」展開的競爭。

該公司最近推出全新系列序列週邊介面(SPI) EERAM,適用於涉及重複性任務資料記錄的應用,以及必須能在處理過程中遇斷電時自動還原儲存內容。這種功能特別有助於在製造設備和智慧電表等應用中。

針對這一類應用,長久以來的解決方案一直是採用帶有備援電池的SRAM,以便保持記憶體在斷電時能持續執行。然而,微芯科技產品行銷經理Grant Hulse表示,這種非揮發性序列RAM (NVSRAM)解決方案即使密度相對較低,也往往是每位元記憶體價格最高的方案選擇。

而其EERAM本質上是一種序列SRAM,在元件內部的每個單元中都包含非揮發性電晶體。他說,相較於非揮發性SRAM (NVSRAM),它並不需要使用外部電池。它採用一種較小的外部電容器,透過IC監測共集極(CC)上的電壓,當檢測到系統斷電時,可提供將SRAM的內容移動到非揮發性單元所需的能量,並在必要時自動處理SRAM和非揮發性記憶體之間的資料移動。

Hulse說,Microchip EERAM產品組合的新增功能包括從64Kb到1Mb的四種SPI密度,相較於現有的序列NVSRAM,可為系統設計人員節省多達25%的成本。但這並不是指未來不再需要任何SRAM,而是指傳統結合電池的方式可用一顆晶片來取代。EERAM使用與序列SRAM相同的SPI和I2C協議,因此SRAM可以在斷電期間保留內容,而無需使用外部電池。

他說:「實際上,它只是一種能夠日以繼夜運作的SRAM,而且週而復始地進行重覆性的工作。因此,就算電源中斷時,我們也能截取到該訊息。」

EERAM, diagram

在EERAM每個單元中都包含非揮發性電晶體,並採用小型外部電容器提供能量,以便在系統斷電時將SRAM的內容移至非揮發性單元。(來源:Microchip)

Hulse說,使用者並不會看到這種EERAM的非揮發性功能,但小容量的記憶體裝置能夠滿足幾種日益普遍的應用場景需求,例如在製造產線,其中的某個工作站可能需要重複執行一百萬次簡單任務等。斷電可能造成資料損壞,意味著要丟掉某些東西或是工作延誤,浪費了製造商的時間和金錢。EERAM則能在電力恢復後讓產線立即動工,因為它在斷電過程中並不會遺失任何資料。

智慧電表則是另一個例子。他說,獨棟住宅短暫斷電對於屋主而言,可能只是少了幾美分,但對於電力公司而言,那可是成千上萬間獨棟房屋乘上幾美分的損失啊!因此,當智慧電表在恢復供電後重新上線時,他們必須知道在斷電之前測得的數據是多少。

小容量的記憶體一般無法解決許多更有意思的問題,例如,滿足人工智慧(AI)和機器學習(ML)的需求,或在時尚的智慧型手機中支援高解析視訊,但EERAM可望以更具成本效益與更可靠的方式解決這些問題。

俗話說:「少了釘子,失了蹄鐵」(For want of nail, a shoe was lost.)。Objective Analysis首席分析師Jim Handy說,這適用於許多情況。從這句俗諺來看,釘子(nail)正是許多公司想要消除的電池,因為它很不可靠。他指出,EERAM本質上與以前的Simtek NoVRAM (NVDIMM的單晶片版)相同,唯一的區別在於它使用SPI或I2C介面。「它可以就像SRAM一樣運作。」

Handy表示,這種EERAM解決方案避免了使用備援電池不可靠的問題,而這也是MRAM製造商Everspin一直在追求的目標,只不過現有解決方案的價格並不相同。Microchip想表達的意思是,MRAM解決方案仍然比其他方案選擇的成本更高,而EERAM晶片可望以更低成本達到相同的任務。

編譯:Susan Hong

(參考原文:EERAM Eliminates SRAM Battery Backup,by Gary Hilson)