在數據驅動的時代，存儲技術發揮著越來越關鍵的作用。新型存儲技術包括磁變存儲器（MRAM）、阻變存儲器（RRAM）以及鐵電存儲器（FRAM/FeRAM）、相變存儲器(PCM)等正在為未來數據存儲提供新方向。 以下列出了當前值得關注的新型存儲器件：

1.磁阻存儲器（MRAM）

MRAM是一種基于隧穿磁阻效應的技術，產品主要適用于容量要求低的特殊應用領域，如IoT嵌入式存儲領域，該技術擁有讀寫次數無限、寫入速度快、功耗低、抗輻射和邏輯芯片整合度高的特點。當然MRAM還面臨很多的挑戰，比如真實器件材料體系復雜、開關比低，CMOS工藝要完全匹配等。國內主要企業則包括海康馳拓、致真存儲等專注MRAM的研發與應用。

華中科技大學計算機學院馮丹院長在去年8月的閃存峰會上也分享了對STT-MRAM的近似存儲領域做的一些工作，里面還提到了STT-MRAM的GPU近似緩存架構。到今年AIGC的新變革出現，GPU資源變得更加重要。馮丹院長在演講中指出，由于GPU片上緩存的容量有限，如NVIDIA V100的GPU其末期緩存的容量僅為6MB，與服務器級別的CPU相比差距很大。

目前CPU的末期緩存容量可以達到256MB，有限的LLC容量將會造成GPU中大量的片外緩存。但訪問DRAM開銷巨大，GPU中急需更大的片上緩存，以減少片外開銷。而更大的STT-MRAM 二級緩存可以顯著減少片外的緩存，它的高寫延遲還不會明顯地影響GPU的整體性能，并且整體能效優于SRAM。

MRAM主要應用場景具體分為：

• 高速，高可靠性存儲。主要參與企業包括國內馳拓科技，致真存儲，美國公司Everspin（其第三代產品以垂直磁化STT-MRAM為主）。
• SCM低延遲硬盤服務器。主要參與企業為Everspin和IBM。
• 數據/code存儲，充當nor flash的替代產品。
• 還有就是嵌入式非易失性存儲。用與MCU/SOC和慢速SRAM，當前在做的有三星，臺積電，馳拓科技也已經有客戶進行了量產。
• 緩存（eSRAM），主要偏向SOT-MRAM。

2.阻變存儲器（RRAM）

RRAM是以非導性材料的電阻在外加電場作用下，在高阻態和低阻態之間實現可逆轉換為基礎的非易失性存儲器，技術具備一般小于100ns的高速度、低功耗、耐久性強、多位存儲能力的特點。現在主要用于IoT設備、神經網絡和人工智能等領域。

在商業化方面，RRAM主要有兩大應用方向——存儲應用和存算應用。存儲應用上，目前有英特爾、松下等大廠將RRAM用于MCU領域，存算一體化上，目前國內的億鑄科技正在嘗試基于RRAM通過存算一體架構實現AI大算力芯片，并將其應用在中心側與邊緣側的應用場景中。

3.鐵電存儲器（FeRAM）

FRAM技術是利用鐵電晶體材料電壓與電儲。流關系具有滯后回路的特點來實現信息存儲，鐵電材料可同時用于電容器和CMOS集成電路柵氧化層的數據存儲。具有讀寫速度快、壽命長、功耗低、可靠性高的特點。

其寫入次數高達1014次，數據保存能力可達10年。而且，FeRAM的寫入操作不需要擦除整個扇區，因此數據讀寫速度更快。它采用低工作電壓，降低功耗，在移動設備等領域具有重要意義。FeRAM還融合了ROM和RAM的特點，兼容所有功能。在計算機、航天航空、軍工等領域有廣闊的應用前景。目前商業化的主要挑戰是缺少低成本與硅基CMOS工藝集成的技術。

4.相變存儲器（PCM）

PCM通過熱能的轉變，使相變材料在低電阻結晶（導電） 狀態與高電阻非結晶（非導電）狀態間轉換，擁有壽命長、功耗低、密度高、抗輻照特性好、讀寫速度快的技術特點。主要是由英特爾和美光聯合研發的3D Xpoint，就是基于相變存儲技術、速度介于SSD和內存之間，可以和DRAM并行使用，適用于規模型應用場景，但現在英特爾已經宣布不再繼續投入傲騰技術，相變存儲未來的大旗誰來抗，還要再觀望。

2023全球閃存峰會新預告

隨著AIGC等智能技術的突飛猛進，對數據的算力、存力和運力的需求激增。對數據存儲而言，新器件和新體系結構是提升存力的兩大關鍵核心問題。

于是就有了2023全球閃存峰會上智能時代存儲新器件與新架構論壇的出現，由中國計算機行業協會信息存儲與安全專委會會長、華中科技大學武漢光電國家研究中心教授謝長生擔任論壇出品人，將邀請海康全國實驗室主任劉波教授、復旦大學微電子學院杰青劉琦教授、杭電特聘教授駱建軍教授、清華杰青張廣艷教授、華科海歸學者周健博士等學術界從事前沿研究的學者，介紹存儲器件及系統結構的最新進展，包括MRAM、RRAM和FLASH等器件及與新器件和異構算力相適應存儲新架構，探索大幅提升存力的新途徑。

2023年7月30日，坐標杭州，敬請期待智能時代存儲新器件與新架構論壇！