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瑞萨电子最近宣布，他们已成功研发出自旋转移矩磁阻随机存取存储器（STT-MRAM）的测试芯片。这款芯片以其卓越的读写性能，有望为性能要求严苛的微控制器（MCU）提供传统闪存芯片的有力替代品。
随着物联网（IoT）和人工智能（AI）技术的飞速发展，端点设备中的MCU必须提供比以往更高的性能，以满足日益增长的需求。瑞萨电子在谈及他们在内存技术方面的工作时指出：“高性能MCU的CPU时钟频率已达到数百兆赫兹。为了进一步提升性能，我们需要提高嵌入式非易失性存储器的读取速度，以尽量缩小它们与CPU时钟频率之间的差距。”
STT-MRAM，通常简称为MRAM，是一种新型存储器技术，旨在弥合非易失性但相对较慢的闪存与易失性但快速的动态和静态RAM（如SRAM和DRAM）之间的性能差距。它基于自旋的磁存储原理而非传统的电荷或电流存储方式。尽管MRAM的写入速度已被证明相当高，但其读取操作传统上却存在延迟——这正是瑞萨电子此次研发工作的重点。
为了提升读取速度，瑞萨电子的测试芯片采用了两种新机制：一是根据实际测试将给定芯片的参考电流与单元分布的中心对齐；二是减少读出放大器的偏移。结合这些创新以及新的连接方法，该芯片实现了瑞萨电子所称的“世界上最快的随机读取访问时间”——仅需4.2纳秒（ns），这意味着它能够在200MHz甚至更高的频率下顺畅运行。
此外，瑞萨电子还利用他们于2021年12月首次开发的技术提升了该芯片的写入性能。通过调整从输入到输出的降压电压，他们成功地将性能提高了80%，使得测试芯片的写入速度持续达到10.4MB/s。最后，为了增加芯片的灵活性，瑞萨电子还集成了基于MRAM存储单元击穿技术的0.3Mb一次性可编程（OTP）存储器，该存储器可在需要时进行现场写入操作。
瑞萨电子在2024年国际固态电路会议（ISSCC 2024）上展示了他们的这一重要研究成果，但关于该技术的商业化时间表，他们尚未给出具体信息。尽管如此，这一突破性的进展无疑为物联网和人工智能领域的高性能MCU提供了新的发展方向和可能性。