跟踪当今新兴的嵌入式系统存储技术

当大多数设计师听到“内存”这个词在电子产品上下文中时，他们可能会想到Flash或DDR3/4。这些技术当然很受欢迎，但其他新兴技术也在为特定的嵌入式系统取得进展。即使DDR5规范正在推出，传统内存在某些嵌入式应用中仍将占有一席之地。

对于嵌入式设计师来说，新系统有大量的内存选项可供选择。新产品正在跨内存类型发布，即使是大型内存供应商也专注于拥有较少部件编号的大客户。讽刺的是，一些这些新兴的内存产品其实并不新，因为旧的内存类型在新产品中仍然有一席之地。

将传统和新兴内存匹配到应用中

内存是那种即使市场上出现了更先进的内存类型也不会消失的组件。像三星这样的大公司已经将它们早期的DDR产品标记为EOL，并专注于最新最伟大的产品，而小公司则推出了包括从NAND闪存到DDR2在内的广泛产品组合。嵌入式系统设计师仍然可以访问这些早期产品，无论是作为独立的高容量芯片还是集成到处理器中。

即使领先的半导体公司专注于证明技术的最新迭代（例如，DDR5和不久的将来DDR6），易失性和非易失性内存的实验类型是激烈研究和商业化的主题。目标是开发能够支持即将到来的技术的产品，如人工智能、边缘计算、自动驾驶汽车以及我们可能还没有构想到的其他设备。下表显示了一些这些应用领域的旧内存和新内存进行比较。

嵌入式产品的新兴内存

由于内存应用的范围与市场上的产品线一样多样，任何一种都不太可能取代DDR4及更高版本用于通用计算。相反，鉴于即将推出的RAM类型的独特特性，它们很可能被限定在嵌入式系统、数据中心、移动设备、智能系统以及许多其他领域的一些小众应用中。让我们来看看一些这些新兴的内存类型。

FRAM和MRAM

这两种技术值得比较，因为它们都是磁性的，但MRAM无疑是更先进的，针对更高级的应用。市场上确实有非易失性FRAM模块，但它们停滞在4-8 MB。FRAM的读/写周期也是具有破坏性的，延迟低（~50 ns），因此这些模块不适用于高速、大容量系统。一些应用领域包括：

• 医疗设备

• 可穿戴电子产品

• 物联网传感器阵列

• 汽车和工业产品

MRAM的采用率较低，但这只是因为它上市时间不长，且晶圆厂仍在投资生产能力以满足预期需求。MRAM通过磁定向存储每一位数据，并且施加电压可以使MRAM设备有一定概率改变状态。这实际上在像神经网络这样的应用中非常有用，其中随机权重初始化可以用于嵌入式AI系统。这项技术可能在低功耗AI ASIC和SoC中特别是在AI计算块内非常有用。

ReRAM

目前，40纳米ReRAM已经获得技术认证，可用于消费产品，而22纳米ReRAM自2019年以来一直处于风险生产阶段。将高密度ReRAM引入实际应用需要克服许多技术和制造挑战，因此我们不应期望下一轮的笔记本电脑会使用ReRAM。

低密度ReRAM存储阵列的当前理想应用是并行神经网络处理，在常规计算中。与ReRAM的最接近的竞争对手Flash相比，ReRAM提供更快的读/写延迟和更低的功耗，使其在需要快速内存访问的高计算应用中的嵌入式系统中非常有用。然而，ReRAM不太可能取代NAND Flash，因为它自身的制造困难可能会保持高成本。更高级的应用，如实时分析，需要更快、容量更高的东西，如PCRAM。

PCRAM

商业化的PCRAM产品可以追溯到2000年代初，但由于Intel的3D Xpoint非易失性RAM（见下文Intel Optane）的更广泛采用，相变存储器终于摆脱了“新兴”类别。这项技术或许是在纳米级别实现大规模数据存储同时实现极端3D集成的最佳候选者。然而，由于开发像Xpoint这样的产品需要极其精确的蚀刻和光刻，与其他技术相比，成本变得过高。尽管如此，IBM看到了PCRAM作为嵌入式AI系统中的内存块的价值，特别是如果它可以在芯片级别集成。

预计到2030年，新兴存储产品将产生360亿美元的联合收入，增长将遍及嵌入式应用领域。虽然将其中一项技术视为存储市场的“赢家”很有诱惑力，但这些技术每一种都在嵌入式领域有其位置。

无论您的嵌入式系统需要什么类型的存储模块，您都可以通过Octopart的高级搜索和过滤功能找到它。当您使用Octopart的电子元件搜索引擎时，您将能够访问分销商数据和部件规格，而且所有这些都在用户友好的界面中免费提供。查看我们的存储集成电路页面以找到您需要的组件。

通过订阅我们的新闻通讯，随时了解我们的最新文章。