在绝大多数人的心目中，计算机——无论是通用型还是嵌入式——最重要的部件无疑是CPU;然而，在过去60多年里，长期以“配角”形象出现的存储器其技术变革的剧烈程度丝毫不亚于CPU。对于“90后”的年轻人而言，或许他们还能从计算机课本中看到对“8086”的缅怀，但要想向他们解释清楚“软盘”为何物，恐怕就得费一番周折了。

　　尽管众多的存储技术令人目眩，但归根结底，计算机的存储设备其实只做两件事，存储“1”和“0”，不过在实际应用中并非如此简单。如何快速地读取和写入数据，如何在断电的情况下保存数据，如何尽量延长数据保存时间，如何提高数据读写的次数，如何抵御周围的恶劣环境以确保数据不被破坏，如何在低成本的前提下尽可能地增大存储容量……凡此种种，都让存储器的研发人员绞尽脑汁。1984年，MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory，磁阻随机存取存储器，又称“磁性内存”)的概念甫一问世，就吸引了很多人的眼球：人们设想，让内存像硬盘那样用磁性材料而不是用电子元件存储数据，这不但实现了内存的非易失性，而且不需要刷新、回写。到了20世纪90年代，随着加工工艺与相关元件技术的进步，摩托罗拉、IBM等半导体公司在MRAM领域取得了重大突破。

　　16Mbit MRAM问世

　　2002年，摩托罗拉公司率先发布了1Mbit 的MRAM芯片试制品，使得MRAM由实验室向应用迈出了一大步;2006年6月，已从摩托罗拉分离出的飞思卡尔半导体宣布推出业界首个实现了产业化的4Mbit MRAM产品;两年之后，以MRAM产品团队为基础成立了主营MRAM业务的新公司——Everspin Technologies，飞思卡尔将把MRAM技术、相关知识产权和产品转让给EverSpin，并持有该公司的股份;2009年，Everspin推出了业内首款用于SoC的嵌入式MRAM产品;2010年4月，Everspin又推出了首款16Mbit的MRAM。

　　谈到MRAM的工作原理，Everspin首席运营官Saied Tehrani对记者解释道，磁性隧道结 (MTJ)是实现“1”和“0”存储的关键，每一个MTJ就代表一个位元(bit)。MTJ主要由3个部分组成：一个维持单一极性方向的固定层(fixed layer)、一个会改变极性的自由层(free layer)以及将上述二者隔离开的隧道结(tunnel barrier)。当自由层和固定层同向极化时，MTJ的隧道结便会显现出低电阻特性，则存储数据“0”;反之，而当自由层极化方向与固定层相反时，隧道结便呈现高电阻特性，此时就会存储数据“1”。

　　MRAM不仅实现了存储的非易失性，而且器件可靠性、数据保存时间都得以大幅提升。“MRAM采用的磁性极化的方式而非传统的电荷存储方式，这就有效避免了电荷漏电的问题，从而保证数据能够在宽广的温度范围内被长期保存。”Tehrani说，“并且，两种状态间的磁性极化切换不会涉及实际的电子或原子移动，因此不会有耗损机制的存在。”

　　优势在于数据安全性

　　“数据保存时间在20年以上，的读/写寻址延迟时间为35ns，-40℃到150℃的工作温度范围，无限制的读写次数，符合RoHS规范的无电池、无铅特征，便于CMOS工艺制造，超低的软错误率……”尽管Tehrani向记者罗列了Everspin 16Mbit MRAM的一系列优势，但我们仍然禁不住想问，MRAM所面向的市场究竟在哪里?

　　Tehrani没有直接回答我们的问题，而是以两张图表向记者展示了MRAM与其他各类存储器在性能上的比较。从存储容量与存取速度两项指标的来看，MRAM的存取速度与DRAM和SRAM持平，远高于Flash(包括NAND和NOR)、也高于FeRAM、PRAM等潜在竞争者;不过，MRAM的存储容量目前最大只达到16Mbit，还无法与动辄超过1Gbit的DRAM和Flash相抗衡;但DRAM和SRAM都属于易失性产品。因此，MRAM在短期内无法撼动DRAM、Flash在PC机领域的地位。如果用最高存取次数和存取速度这两项指标来作比较，MRAM则全面领先于Flash、FeRAM和PRAM。考虑到MRAM的非易失性特征，其当前的应用领域应该面向对数据安全性要求较高的领域，尤其是在工作环境较为恶劣的应用领域更能凸显MRAM的高可靠性特征。

 
　　“工业自动化、服务器和阵列存储、交通运输以及消费电子是Everspin的MRAM目前瞄准的主要应用领域。” Tehrani说。“在服务器应用中，关键数据写入日志和高速缓存能以SRAM速度进行更新，同时在断电期间仍能保存数据;在工业自动化领域使用MRAM，可不断更新多轴定位数据，在各种断电状况后，仍能安全、快速地重新启动;在交通运输领域，欧洲的空中客车公司也在其生产的客机中应用了Everspin的MRAM产品。”记者了解到，MRAM产品最初的应用是在航天领域，MRAM优良的防幅射性能使其成为在卫星和其它太空应用中SRAM的首选替代品。