物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用若要全面普及，勢必需要在人類生活環(huán)境中部署大規(guī)模傳感器等基礎(chǔ)設(shè)施，這些設(shè)備若能擁有愈長的電池續(xù)航力當(dāng)屬愈好，一來可節(jié)省維護(hù)成本、二來有助提高物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施可持續(xù)性。 現(xiàn)階段業(yè)界也在尋找可大幅降低物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能源消耗的辦法，為此業(yè)界發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)芯片中內(nèi)嵌“可變電阻式內(nèi)存”(ReRAM)，有助達(dá)成此一節(jié)能目標(biāo)。據(jù) Embedded Computing Design 網(wǎng)站報導(dǎo)，若要達(dá)到物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的能源采用要求，需要導(dǎo)入各式節(jié)能策略，即使多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計成可休眠或待命的模式，但再怎么說物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備仍有一定比例時間在運(yùn)作，因此如何節(jié)能仍是一大技術(shù)重點。其中嵌入式內(nèi)存在協(xié)助物聯(lián)網(wǎng)芯片節(jié)能上便扮演要角，因具備低功耗及低電壓操作、單體IC、快速讀寫時間、非揮發(fā)性以及高容量等有助提升物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能源效率的優(yōu)勢。
什么是ReRAM
ReRAM 是一種新型阻變式的非易失性隨機(jī)存儲器，通過向金屬氧化物薄膜施加脈沖電壓，產(chǎn)生大的電阻差值來存儲“0”和“1”， 將DRAM的讀寫速度與SSD的非易失性結(jié)合于一身，同時具備更低的功耗及更快的讀寫速度。與 FRAM 不一樣，ReRAM 的規(guī)格更類似于 EEPROM，內(nèi)存容量比大，但尺寸比 EEPROM 小。與 EEPROM 不同的是，ReRAM 最大的應(yīng)用優(yōu)勢就是低功耗、易于寫入。易于寫入：寫入操作之前，不需要擦除操作低功耗：5MHz的讀出操作最大電流僅為0.5mA，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同樣條件的EEPROM（3mA@5MHz）。ReRAM 作為存儲器前沿技術(shù)，未來預(yù)期可以替代目前的 FlashRAM，并且具有成本更低、性能更突出的優(yōu)勢。預(yù)期 ReRAM 高密度且低功耗的特性可使其大量運(yùn)用在電池供電的穿戴式設(shè)備、助聽器等醫(yī)療設(shè)備，以及量表與傳感器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。在 ReRAM 戰(zhàn)場上，有一家技術(shù)大牛是 Nantero 公司，他們的技術(shù)基于碳納米層矩陣。2016年，Nantero 公司將基于碳納米層矩陣的技術(shù)授權(quán)給富士通，并且交給代工廠 三重富士通半導(dǎo)體用 55nm 和 40nm 工藝跟進(jìn)。
現(xiàn)在，富士通擁有業(yè)界最高密度的4 Mbit ReRAM，其備SPI接口的ReRAM產(chǎn)品，能在1.65至3.6伏特電壓下工作，并可于最高頻率5MHz下進(jìn)行讀寫操作，而僅需0.2mA的平均電流。截止目前，富士通的第一代ReRAM產(chǎn)品已經(jīng)被應(yīng)用在歐洲一部分助聽器中。
ReRAM的未來
在可預(yù)見的未來，NAND閃存將保留在成本和密度上的優(yōu)勢，這意味著它仍將在未來幾十年存活下去。那么ReRAM在存儲應(yīng)用中要如何定位呢？數(shù)據(jù)完整性：關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用更喜歡ReRAM，而且關(guān)鍵是買得起；性能：固態(tài)硬盤這種高速存儲介質(zhì)消除了復(fù)雜性并提高了性能；移動性：網(wǎng)絡(luò)寬帶和內(nèi)存容量之間進(jìn)行著一場永無止境的拉鋸戰(zhàn)，在這種情況下，消費(fèi)者可能會喜歡上他們移動設(shè)備的大容量存儲。如果是這樣， ReRAM節(jié)能的優(yōu)點將在高端產(chǎn)品有所體現(xiàn)。有鑒于未來幾年全球物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可望持續(xù)蓬勃起飛，若未來 ReRAM 技術(shù)成為全球物聯(lián)網(wǎng)芯片主流內(nèi)存解決方案，將有助除去運(yùn)算與數(shù)據(jù)儲存之間的界線，有利于以數(shù)據(jù)為中心的運(yùn)算架構(gòu)發(fā)展。
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