Ⅰ 鐵電存儲器FRAM的FRAM技術
Ramtron的FRAM技術核心是鐵電。這就使得FRAM產品既可以進行非易失性數據存儲又可以像RAM一樣操作。
F-RAM晶元包含一個鋯鈦酸鉛[Pb(Zr,Ti)O3]的薄鐵電薄膜,通常被稱為PZT(如圖1)。PZT 中的Zr/Ti原子在電場中改變極性,從而產生一個二進制開關。與RAM器件不同,F-RAM在電源被關閉或中斷時,由於PZT晶體保持極性能保留其數據記憶。這種獨特的性質讓F-RAM成為一個低功耗、非易失性存儲器。
當一個電場被加到鐵電晶體時,中心原子順著電場的方向在晶體里移動,當原子移動時,它通過一個能量壁壘,從而引起電荷擊穿。 內部電路感應到電荷擊穿並設置記憶體。移去電場後中心原子保持不動,記憶體的狀態也得以保存。FRAM 記憶體不需要定時刷新,掉電後數據立即保存,它速度很快,且不容易寫壞。
F-RAM、ROM都屬於非易失性存儲器,在掉電情況下數據不會丟失。新一代ROM,像EEPROM(可擦可編程只讀存儲器)和Flash存儲器,可以被擦除,並多次重復編程,但它們需要高電壓寫入且寫入速度非常慢。基於ROM技術的存儲器讀寫周期有限(僅為1E5次),使它們不適合高耐性工業應用。
F-RAM比一般串口EEPROM器件有超過10,000倍的耐性,低於3,000倍的功耗和將近500倍的寫入速度(圖 2)。 F-RAM結合了RAM和ROM的優勢,與傳統的非易失存儲器相比,具有高速、低功耗、長壽命的特點。
FRAM存儲器技術和標準的CMOS製造工藝相兼容。鐵電薄膜被放於CMOS base layers之上,並置於兩電極之間,使用金屬互連並鈍化後完成鐵電製造過程。
Ramtron 的FRAM 記憶體技術從開始到現在已經相當成熟。 最初FRAM 記憶體採用二晶體管/ 二電容器的( 2T/2C) 結構,導致元件體積相對較大。 最近發展的鐵電材料和製造工藝不再需要在鐵電存儲器每一單元內配置標准電容器。 Ramtron 新的單晶體管/ 單電容器結構記憶體可以像DRAM一樣進行操作,它使用單電容器為存儲器陣列的每一列提供參考。與現有的2T/2C結構相比,它有效地把內存單元所需要面積減少一半。新的設計極大的改進了die leverage並且降低了FRAM存儲器產品的生產成本。
Ramtron公司現採用0.35微米製造工藝,相對於現有的0.5微米的製造工藝而言,這極大地降低晶元功耗,提高了成本效率。
這些令人振奮的發展使FRAM在人們日常生活的各個領域找到了應用的途徑。從辦公復印機、高檔伺服器到汽車安全氣囊和娛樂設備, FRAM 使一系列產品的性能得到改進並在全世界范圍內得到廣泛的應用。
Ⅱ 鐵電存儲器FRAM的簡介
非易失性記憶體掉電後數據不丟失。可是所有的非易失性記憶體均源自ROM技術。你能想像到,只讀記憶體的數據是不可能修改的。所有以它為基礎發展起來的非易失性記憶體都很難寫入,而且寫入速度慢,它們包括EPROM(現在基本已經淘汰),EEPROM和Flash,它們存在寫入數據時需要的時間長,擦寫次數低,寫數據凱或豎功耗大等缺點。
FRAM提供一種與RAM一致的團顫性能,但又有與ROM 一樣的非易失性。 FRAM 克服以上二種記憶體的缺陷並合並它們的優點,它是全新盯大創造的產品,一個非易失性隨機存取儲存器。
Ⅲ 當今主流行存儲器介紹
儲器技術是一種不斷進步的技術,每一種新技術的出現都會使某種現存的技術走進歷史,這是因為開發新技術的初衷就是為了消除或減輕某種特定存儲器產品的不足之處。
舉例來說,快閃記憶體技術脫胎於EEPROM,它的第1個主要用途就是為了取代用於PC機BIOS的EEPROM晶元,以便方便地對這種計算機中最基本的代碼進行更新。
這樣,隨著各種專門應用不斷提出新的要求,新的存儲器技術也層出不窮,從PC機直到數字相機。本文即著眼於對現有的存儲器技術及其未來走向進行考察。
DRAM
嚴重依賴於PC的DRAM市場總是處於劇烈的振盪之中。對目前處於衰退過程中的供應商們來說,降低每比特DRAM生產成本唯一劃算的方法就是縮小DRAM晶元的尺寸。所以,製造商們就不斷地尋找可以縮小DRAM晶元尺寸的方法。
隨著市場的復甦和邊際效益的增長,供應商們會逐漸轉向使用300mm的大圓片。但現在,大多數DRAM生產商都承擔不起在300mm圓片上生產的費用。
就像石油公司都想多賣高品質汽油以獲取高額利潤一樣,DRAM生產商也正在把產品線從SDRAM換成DDR SDRAM,希望賣個高價。在DDR之後又出來一個DDR II,這是一種更先進的DRAM技術,已經受到英特爾的歡迎。出於同樣的原因,存儲器生產商們很快就會升級到DDR II技術。
同樣像石油公司不斷勘探新油田一樣,DRAM生產商也在不斷地開發新的市場,包括通信和消費電子市場在內。他們希望這樣能降低對PC市場的依存度,平穩渡過市場振盪期。
許多生產商都開始針對這些市場開發專門的DRAM產品。
不幸的是,隨著人們開始對各種模塊和伺服器進行升級,PC市場在未來仍將是DRAM應用最主要的推動力。盡管一些生產商認為通信將成為另一個主要的推動力,但根據iSuppli公司的預測,至少在2002年,通信市場在DRAM銷售中所佔的份額將仍低於2%。
生產商對消費電子市場的期望值更高。網路設備和數字電視是DRAM應用增長最迅速的領域,但與PC市場相比,其份額仍然太小了。
但是,不論是消費電子市場還是PC市場,DRAM面臨的最大挑戰都是以下需求:更高的密度、更大的帶寬、更低的功耗、更少的延遲時間以及更低的價格。因此,對DRAM生產商和用戶來說,在消費電子領域中性價比還是最主要的考慮因素。
現在已經有許多公司在開始或已經開始提供專門為各種非PC應用設計的DRAM,包括短延遲DRAM(RL-DRAM)以及各種Rambus DRAM(RDRAM)。這些專用DRAM的產量都很小,單位售價很高。因此,iSuppli相信在非PC領域內,這些專用存儲器永遠不會取代普通的SDRAM和DDR存儲器。所以,對DRAM來說,其未來屬於低價、標准、大量生產的、面向其占最大份額的PC市場的技術。
快閃記憶體和其他非易失性存儲器
目前,非易失性存儲器技術的最高水平是快閃記憶體。如同DRAM依賴於PC市場一樣,快閃記憶體也依賴於手機和機頂盒市場。由於這些設備的需求一直不夠強勁,所以快閃記憶體目前良好的銷售情況只是季節性的,今年下半年就會降下來。
但到明年上半年,手機、數字消費產品以及數字介質的需求會比較強勁,所以快閃記憶體的前景也會變得光明一些。
盡管目前非易失性存儲器中最先進的就是快閃記憶體,但技術卻並未就此停步。生產商們正在開發多種新技術,以便使快閃記憶體也擁有像DRAM和SDRAM那樣的高速、低價、壽命長等特點。
非易失性存儲器包括鐵電介質存儲器(FRAM或FeRAM)、磁介質存儲器(MRAM)、奧弗辛斯基效應一致性存儲器(OUM)以及聚合物存儲器(PFRAM),對數據處理來說,它們都很有前途,因為它們突破了SRAM、DRAM以及快閃記憶體的局限性。
每種技術都有自己的目標市場,iSuppli公司將在下面逐一進行分析。
FRAM
FRAM是下一代的非易失性存儲器技術,運行能耗低,在斷電後能長期保存數據。它綜合了RAM高速讀寫和ROM長期保存數據的特點。
這項技術利用了鐵電材料可保存信息的特點,使用工業標準的CMOS半導體存儲器製造工藝來生產,直到近日才研發成功。但是,FRAM的壽命是有限的,而其讀取是破壞性的,就是說一旦進行讀取,FRAM中存儲的數據就消失了。
MRAM
MRAM是非易失性的存儲器,速度比DRAM還快。在實驗室中,MRAM的寫入時間可低至2.3ns。
MRAM擁有無限次的讀寫能力,並且功耗極低,可實現瞬間開關機並能延長便攜機的電池使用時間。而且,MRAM的電路比普通存儲器還簡單,整個晶元只需一條讀出電路。
但就生產成本來看,MRAM比SRAM、DRAM及快閃記憶體都高得多。
OUM
OUM是一種非易失性存儲器,可以替代低功耗的快閃記憶體。它擁有很長的讀寫操作壽命,並且比快閃記憶體更易集成。OUM存儲單元的密度極高,讀取操作完全安全,只需極低的電壓和功率即可工作,同現有邏輯電路的集成也相當簡單。用OUM單元製作的存儲器大約可寫入10億次,這使它成為便攜設備中大容量存儲器的理想替代品。
但是,OUM有一定的使用壽命,長期使用會出一些可靠性問題。
PFRAM
PFRAM是一種塑料的、基於聚合物的非易失性存儲器,通過三維堆疊技術可以得到很高的密度,但它的讀寫操作壽命有限。
PFRAM可能會替代快閃記憶體,並且其成本只有NOR型快閃記憶體的10%左右。塑料存儲器的存儲潛力也相當巨大。
今後,生產聚合物存儲器可能會變得像印照片一樣簡單,但今年才剛剛開始對這種存儲器的生產工藝進行研發。PFRAM的讀寫次數也有限,並且其讀取也是破壞性的,就像FRAM一樣。
總之,存儲器技術將會繼續發展,以滿足不同的應用需求。就PC市場來說,更高密度、更大帶寬、更低功耗、更短延遲時間、更低成本的主流DRAM技術將是不二之選。
而在非易失性存儲器領域,供應商們正在研究快閃記憶體之外的各種技術,以便滿足不同應用的需求,而這些技術各有優劣。
Ⅳ 常見的非易失性存儲器有哪幾種
常見的非易失性存儲器有以下幾種:
一、可編程只讀內存:PROM(Programmable read-only memory)
其內部有行列式的鎔絲,可依用戶(廠商)的需要,利用電流將其燒斷,以寫入所需的數據及程序,鎔絲一經燒斷便無法再恢復,亦即數據無法再更改。
二、電可擦可編程只讀內存:EEPROM(Electrically erasable programmable read only memory)
電子抹除式可復寫只讀存儲器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory,EEPROM)之運作原理類似EPROM,但是抹除的方式是使用高電場來完成,因此不需要透明窗。
三、可擦可編程只讀內存:EPROM(Erasable programmable read only memory)
可利用高電壓將數據編程寫入,但抹除時需將線路曝光於紫外線下一段時間,數據始可被清空,再供重復使用。因此,在封裝外殼上會預留一個石英玻璃所制的透明窗以便進行紫外線曝光。
四、電可改寫只讀內存:EAROM(Electrically alterable read only memory)
內部所用的晶元與寫入原理同EPROM,但是為了節省成本,封裝上不設置透明窗,因此編程寫入之後就不能再抹除改寫。
五、快閃記憶體:Flash memory
是一種電子式可清除程序化只讀存儲器的形式,允許在操作中被多次擦或寫的存儲器。這種科技主要用於一般性數據存儲,以及在電腦與其他數字產品間交換傳輸數據,如儲存卡與U盤。快閃記憶體是一種特殊的、以宏塊抹寫的EEPROM。早期的快閃記憶體進行一次抹除,就會清除掉整顆晶元上的數據。
Ⅳ FM24CL64-G介紹
產品:FM24CL64-G
FM24CL64是採用先進的伏則鐵電工藝製造的64K位非易失性存儲器。鐵電隨機存儲慎廳燃器(FRAM)具有非易失性,並且可以象RAM一樣快速讀寫。FM24CL64中的數據在掉電後可以保存45年。相對EEPROM或其他非易失性存儲器,FM24CL64具有結構更簡單,系統可靠性更高等諸多優點。
與EEPROM系列不同的是, FM24CL64以匯流排速度進行寫操作,寬虛無須延時。數據發到FM24CL64後直接寫到具體的單元地址,下一個匯流排操作可以立即開始,無需數據輪詢。此外,FM24CL64的可讀/寫次數比EEPROM高出幾個數量級。同時,由於無需內部升壓電路,FM24CL64的寫操作功耗非常低。
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Ⅵ 同步ram和非同步ram的區別
同步SRMA比非同步SRAM更快。 內存,或內存儲器,又稱為主存儲器,是關繫到計算機運行性能高低的關鍵部件之一,無疑是非常重要的。為了加快系統的速度,提高系統的整體性能,我們看到,計算機中配置的內存數量越來越大,而內存的種類也越來越多。 內存新技術 計算機指令的存取時間主要取決於內存。對於現今的大多數計算機系統,內存的存取時間都是一個主要的制約系統性能提高的因素。因此在判斷某一系統的性能時,就不能單憑內存數量的大小,還要看一看其所用內存的種類,工作速度。 有關內存的名詞 關於內存的名詞眾多。為了便於讀者查閱,下面集中進行介紹。 ROM:只讀存儲器 RAM(Random Access Memory):隨機存儲器 DRAM(Dynamic RAM):動態隨機存儲器 PM RAM(Page Mode RAM):頁模式隨機存儲器(即普通內存) FPM RAM(Fast Page Mode RAM):快速頁模式隨機存儲器 EDO RAM(Extended Data Output RAM)擴充數據輸出隨機存儲器 BEDO RAM(Burst Extended Data Output RAM):突發擴充數據輸出隨機存儲器 SDRAM(Sychronous Dynamic RAM):同步動態隨機存儲器 SRAM(Static RAM):靜態隨機存儲器 Async SRAM(Asynchronous Static RAM):非同步靜態隨機存儲器 Sync Burst SRAM(Synchronous Burst Stacic RAM):同步突發靜態隨機存儲器 PB SRAM(Pipelined Burst SRAM):管道(流水線)突發靜態隨機存儲器 Cache:高速緩存 L2 Cache(Level 2 Cache):二級高速緩存(通常由SRAM組成) VRAM(Video RAM):視頻隨機存儲器 CVRAM(Cached Vedio RAM):緩存型視頻隨機存儲器 SVRAM(Synchronous VRAM):同步視頻隨機存儲器 CDRAM(Cached DRAM):緩存型動態隨機存儲器 EDRAM(Enhanced DRAM):增強型動態隨機存儲器 各種內存及技術特點 DRAM 動態隨機存儲器 DRAM主要用作主存儲器。長期以來,我們所用的動態隨機存儲器都是PM RAM,稍晚些的為FPM RAM。為了跟上CPU越來越快的速度,一些新類型的主存儲器被研製出來。它們是EDO RAM、BEDO RAM、SDRAM等。 DRAM晶元設計得象一個二進制位的矩陣,每一個位有一個行地址一個列地址。內存控制器要給出晶元地址才能從晶元中讀出指定位的數據。一個標明為70ns的晶元要用70ns的時間讀出一個位的數據。並且還要用額外的時間從CPU得到地址信息設置下一條指令。晶元製作技術的不斷進步使這種處理效率越來越高。 FPM RAM 快速頁模式隨機存儲器 這里的所謂「頁」,指的是DRAM晶元中存儲陣列上的2048位片斷。FPM RAM是最早的隨機存儲器,在過去一直是主流PC機的標准配置,以前我們在談論內存速度時所說的「杠7」,「杠6」,指的即是其存取時間為70ns,60ns。60ns的FPM RAM可用於匯流排速度為66MHz(兆赫茲)的奔騰系統(CPU主頻為100,133,166和200MHz)。 快速頁模式的內存常用於視頻卡,通常我們也叫它「DRAM」。其中一種經過特殊設計的內存的存取時間僅為48ns,這時我們就叫它VRAM。這種經過特殊設計的內存具有「雙口」,其中一個埠可直接被CPU存取,而另一個埠可獨立地被RAM「直接存取通道」存取,這樣存儲器的「直接存取通道」不必等待CPU完成存取就可同時工作,從而比一般的DRAM要快些。 EDO RAM 擴充數據輸出隨機存儲器 在DRAM晶元之中,除存儲單元之外,還有一些附加邏輯電路,現在,人們已注意到RAM晶元的附加邏輯電路,通過增加少量的額外邏輯電路,可以提高在單位時間內的數據流量,即所謂的增加帶寬。EDO正是在這個方面作出的嘗試。擴展數據輸出(Extended data out??EDO,有時也稱為超頁模式??hyper-page-mode
打字不易,如滿意,望採納。
Ⅶ FRAM和RERAM
FRAM就是鐵電存儲器,一種隨機存取存儲器,關機後數據丟失。ReRAM代表電阻式存儲器,將DRAM的讀寫速度與SSD的非易失性結合於一身,關閉電源後存儲器仍能記住數據。
Ⅷ 鐵電存儲器的技術比較
Ramtron公司的FRAM主要包括兩大類:串列FRAM和並行FRAM。其中串列FRAM又分I2C兩線方式的FM24 系列和SPI三線方式的FM25 系列。串列FRAM與傳統的24 、25 型的E2PROM引腳及時序兼容,可以直接替換,如Microchip、Xicor公司的同型號產品,但各項性能要好得多,性能比較如表1所示。並行FRAM價格較高但速度快,由於存在預充問題,在時序上有所不同不能和傳統的SRAM直接替換。
FRAM產品具有RAM和ROM優點,讀寫速度快並可以像非易失性存儲器一樣使用。因鐵電晶體的固有缺點,訪問次數是有限的,超出了限度,FRAM就不再具有非易失性。Ramtron給出的最大訪問次數是100萬次,比flash壽命長10倍,但是並不是說在超過這個次數之後,FRAM就會報廢,而是它僅僅沒有了非易失性,但它仍可像普通RAM一樣使用。
1.FRAM與E2PROM
FRAM可以作為E2PROM的第二種選擇,它除了E2PROM的性能外,訪問速度要快得多。但是決定使用FRAM之前,必須確定系統中一旦超出對FRAM的100萬次訪問之後絕對不會有危險。
2.FRAM與SRAM
從速度、價格及使用方便來看SRAM優於FRAM,但是從整個設計來看,FRAM還有一定的優勢。
假設設計中需要大約3K位元組的SRAM,還要幾百個位元組用來保存啟動代碼的E2PROM配置。
非易失性的FRAM可以保存啟動程序和配置信息。如果應用中所有存儲器的最大訪問速度是70ns,那麼可以使用一片FRAM完成這個系統,使系統結構更加簡單。
3.FRAM與DRAM
DRAM適用於那些密度和價格比速度更重要的場合。例如DRAM是圖形顯示存儲器的最佳選擇,有大量的像素需要存儲,而恢復時間並不是很重要。如果不需要下次開機時保存上次內容,使用易失性的DRAM存儲器就可以。DRAM的作用與成本是FRAM無法比擬的,事實證明,DRAM不是FRAM所能取代的。
4.FRAM與Flash
現在最常用的程序存儲器是Flash,它使用十分方便而且越來越便宜。程序存儲器必須是非易失性的並且要相對低廉,且比較容易改寫,而使用FRAM會受訪問次數的限制,多次讀取之後會失去其非易失性。
下面介紹並行FRAM --FM1808與8051/52的實際應用。
Ⅸ 鐵電存儲器FRAM的介紹
鐵電存儲器(弊帶FRAM)產品將ROM的非易失性數據存儲特性和RAM的無限次讀寫、高速讀寫以及低功耗等優勢結合在滑猛一起。FRAM產品包括各種介面和多種密度,像工業標準的串列和並行接租讓蘆口,工業標準的封裝類型,以及4Kbit、16Kbit、64Kbit、256Kbit和1Mbit等密度。
Ⅹ 鐵電存儲器FRAM的FRAM優勢
FRAM有三種不同的特性使其優於浮柵技術器件:
1. 快速寫入
2. 高耐久性
3. 低功耗
以下列舉了FRAM在一些行業應用領域中與其他存儲器相比較的主要優勢:
頻繁掉電環境
任何非易失性存儲器可以保留配置。可是,配置更改或電源失效情況隨時可能發生,因此,更高寫入耐性的FRAM允許無任何限制的變更記錄。任何時間系統狀態改變,都將寫入新的狀態。這樣可以在電源關閉可用的時間很短或立即失效時狀態被寫入存儲器。
高雜訊環境
在嘈雜的環境下向EEPROM寫數據是很困難的。在劇烈的噪音或功率波動情況下,EEPROM的寫入時間過長會出現漏洞(以毫秒衡量),在此期間寫入可能被中斷。錯誤的概率跟窗口的大小成正比。FRAM的寫入執行窗口少於200ns。
RFID系統
在非接觸式存儲器領域里,FRAM提供一個理想的解決方案。低功耗訪問在RFID系統中至關重要,因為,能源消耗是以距離成指數下降的。想要以最小的能耗讀寫標簽數據就必須保持標簽有足夠近的距離。通過對射頻發射機和接收機改進寫入距離,降低運動的靈敏性(區域內的時間)以及降低射頻(RF)功率需求,使需要寫入的應用(i.e.借記卡,在生產工序中使用的標簽)獲得優勢。
診斷和維護系統
在一個復雜的系統里,記錄系統失效時的操作歷史和系統狀態是非常寶貴的。如果沒有這些數據,能夠准確的解決或執行需求指令是很困難的。由於FRAM具備高耐久性的特點,可以生成一個理想的系統日誌。從計算機工作站到工業過程式控制制不同的系統,都能從FRAM中獲益。