MRAM简介

何为MRAM? 百度百科是这样说的：“MRAM(Magnetic Random Access Memory) 是一种非易失性(Non-Volatile)的磁性随机存储器。它拥有静态随机存储器（SRAM）的高速读取写入能力，以及动态随机存储器（DRAM）的高集成度，而且基本上可以无限次地重复写入。”

划重点：

• MRAM是非挥发性介质；

• MRAM是磁性随机存储介质；

• MRAM具有RAM的读写速度；

• MRAM可接近无限次写入。

MRAM特点

我们来看看MRAM有哪些特性。

首先看看MRAM有多快。

MRAM（Spin Torque MRAM）的读写速度跟DRAM差不多。3D-Xpoint、PCM等新型存储介质，在写速度方面跟MRAM相差二三个数量级。所有新型存储介质中，MRAM是唯一一个真正做到和DRAM一个级别访问速度的介质。

除此之外，MRAM还具有很好的数据保持性和宽的工作温度范围。

总结一下MRAM的特点：

基于闪存的SSD，由于每个block寿命有限，因此SSD固件需要做磨损均衡（wear leveling）算法。MRAM由于长生不老的特点，固件就无需实现wear leveling了。

闪存不能覆盖写（写之前需擦除block），因此SSD固件需要做垃圾回收。MRAM可以原地更新，因此不存在垃圾回收之说。

MRAM数据存储原理

我们知道，闪存数据存储在浮栅晶体管，通过往浮栅极注入电子的多少来表示逻辑“0”和“1”。

MRAM主体结构由三层结构的MTJ（magnetic tunnel junction）构成：自由层（free layer），固定层（fixed layer）和氧化层（Tunneling oxide）。自由层与固定层的材料分别是CoFeB和MgO。STT-MTJ利用自由层和固定层磁矩方向来存储信息，平行状态（parallel），电阻为高阻；非平行状态（anti-parallel），电阻为低阻。存储器读取电路是通过加载相同的电压判断输出电流的大小从而判断存储器的信息。在本文所有论述中0代表非平形态，1代表平行态。