为什么Advanced-Node soc嵌入式mram是未来
我们的智能,互联,数据驱动的世界需要更多的计算和能力。考虑到我们现在有各种各样的智能应用程序。汽车可以使用本地和远程运输乘客目的地的人工智能决策。机器人吸尘器保持家里整洁。智能手表可以检测下降和紧急服务电话。高容量的计算带来了更大的需求高记忆容量,以及绝对必要减少芯片系统(SoC)的力量,特别是对于电池驱动的设备。
作为数据生成的资源,需要处理的数据和访问swiftly-especially持续开启应用程序。嵌入式Flash (eFlash)技术,传统的内存解决方案,正接近尾声,如下扩展它28 nm非常昂贵。作为回应,物联网的设计者和edge-device soc,连同其他AI-enabled芯片,正在寻求一个低成本、区域,以及功耗替代为内存支持日益增长的需求。
事实证明,新的内存解决方案适合低功耗,advanced-node soc不是很新。嵌入式Magneto-Resistive随机存取内存(eMRAM)出现了大约二十年前,但现在正在全面提升利用率由于其高容量、高密度、扩展能力降低几何图形。在这篇文章中,我们将仔细看看如何创建物联网和边缘设备转移远离传统的内存技术,为什么现在eMRAM起飞,Synopsys对此是如何帮助缓解与eMRAM的设计的过程。
内存景观变化如何?
而记忆是无处不在的智能一切在我们的世界中,内存技术景观变化很快,与权力成为一个关键的标准。高性能计算、云计算和人工智能应用程序需要保存动态功率,而移动物联网以及边缘应用担心泄漏电流。搬到更小的过程技术通常提供电力,性能,和区域(PPA)的好处;然而,在更小的节点,动态和功率泄漏规模不同。因此,传统记忆技术,一直是许多设计可靠,但消耗大量的能源,被证明不能胜任advanced-node soc设计支持空间受限等物联网和边缘空间。
多年来,eFlash一直是传统和杰出的高密度的来源,芯片上的非易失性内存(NVM)。然而,eFlash实在太征税系统功率预算的小,电池驱动的应用程序。更重要的是,支持Flash技术的成本超过28 nm相当高,限制设计团队的能力转移到先进技术节点。
半导体行业仍在继续研究不同NVM的解决方案,如自旋扭矩MRAM (STT-MRAM),相变内存(极化),和电阻RAM (RRAM)。一个特定type-eMRAM-has成为一个理想的适合许多advanced-node soc的要求。
eMRAM如何满足低功耗的需要记忆
与传统嵌入式SRAM和Flash,记忆存储信息通过一个电荷,eMRAM存储数据通过旋转。的自旋电子eMRAM由铁磁性质以及非磁性材料形成一个磁隧道结(MTJ)。MTJ继续持有其极化移除它的力量时,保留存储的数据,总体而言,消费更少的系统级的力量。选择像存储器相比,eMRAM提供较小的区域,降低泄漏,更高的能力,和更好的辐射免疫。在这种情况下,一个单一的死与eMRAM可以拥有更多的内存,或者设计利用eMRAM可以用相同数量的小内存好像使用了SRAM。极化和RRAM和选项,对高温eMRAM不太敏感,提供更好的生产级产量,并提供长耐力(保留数据的能力在多个读/写周期多年)。主要的晶圆厂已经有22纳米FinFET-based eMRAM在生产。
图1所示。一个统一eMRAM电力解决方案会导致更低的延迟和接口。
eMRAM起源于MRAM技术已经存在了几十年。随着处理器从28到22 nm和主流内存技术可以不再规模保持同步,这提出了一个拐点,MRAM技术eMRAM-was重新发现的形式。eMRAM为空间提供了明显的优势,电量有限应用物联网和边缘。随着时间的推移,作为其速度提高,eMRAM可以扩大成为一个通用的内存资源。汽车的设计,例如,依靠单片机需要嵌入式内存,传统上eFlash。在22纳米和下面,eMRAM在汽车温度等级提供了一个可靠的选择。工业和其他高性能嵌入式应用程序也可以搬到eMRAM经验优势。
解决eMRAM设计挑战
当eMRAMs呈现出诱人的优势,设计师还应该意识到他们需要解决在设计这种类型的内存。一、磁性免疫需要占。对于内存设计师来说,这涉及到测试MRAM及其免疫水平,以高斯或奥斯特的单位,并告知他们的芯片设计客户的规范。附近的任何元素,该芯片可以成为magnetic-such电感线圈要eMRAM性能的影响,所以芯片设计者需要设计这些元素从eMRAM有足够的距离。芯片封装与磁盾也可以保护eMRAM从终端设备与一个大磁场,例如冰箱。
阅读活动是特别敏感,所以写设备可能干扰阅读活动。错误代码修正(ECC)可以帮助降低失败率通过寻址过程变化导致可靠性问题。
磁盾和ECC的许多技术,以帮助解决设计与eMRAMs的挑战。持久的耐力和可靠性eMRAM芯片上实现,内建自测(阿拉伯学者),修复,和诊断解决方案,连同一个健壮的硅资格方法,还有很长的路要走。上市时间是另一个重要的考虑因素。eMRAM更快的周转时间的设计,设计师可以把编译器IP,可以快速编译宏eMRAM困难。
实现更快的周转时间可靠、低功耗内存设计
作为资深开发人员的内存解决方案,Synopsys对此提供了各种解决方案,帮助加快发展高质量的eMRAM,包括:
- Synopsys对此eMRAM编译器IP,它提供了一个可配置的内存IP解决方案,与选项来优化实例的大小和不同的功能,如一个ECC计划。IP旨在提供即时编译eMRAM硬宏在几分钟内,减少周转时间和加速投放市场的时间。
- Synopsys对此自测和修复(明星)内存系统™,它提供了一个完整的测试套件,修复,eMRAM和诊断功能,优化测试时间不牺牲测试覆盖率。可配置内存阿拉伯学者和修复算法减轻MRAM缺陷。
- Synopsys对此硅家庭生命周期管理,它提供了洞察硅允许调整性能水平或利润率为更好的操作。
实际上,记忆将继续积分我们使用每一个电子设备或系统。通过提供高容量、低功率和过程技术扩展,eMRAM准备扮演更大的角色在下一代高性能的嵌入式应用程序。eMRAM使你的下一个产品更好吗?了解更多关于Synopsys对此eMRAM IP,请联系您的Synopsys对此的销售代表。
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