MRAM（Magnetoresistive Random Access Memory）的寫(xiě)入功耗問(wèn)題一直是該技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)挑戰(zhàn)。為了降低MRAM的寫(xiě)入功耗，研究人員和業(yè)界提出了多種解決方案。以下是一些主要的解決方案：

1. 優(yōu)化寫(xiě)入機(jī)制

• 動(dòng)態(tài)電荷泵技術(shù)：通過(guò)改進(jìn)電荷泵電路的設(shè)計(jì)，使其能夠更高效地產(chǎn)生所需的寫(xiě)入電壓，從而降低功耗。例如，瑞薩公司采用動(dòng)態(tài)電荷泵技術(shù)，結(jié)合允許一定比例的故障位存在以降低寫(xiě)入電壓的策略，成功降低了MRAM的寫(xiě)入功耗。

• 雙端疊加抗噪聲電阻監(jiān)測(cè)寫(xiě)終止方案：這種方案通過(guò)提高讀取裕度，優(yōu)化寫(xiě)終止操作的穩(wěn)定性，從而減少不必要的寫(xiě)入功耗。它采用施密特觸發(fā)器代替?zhèn)鹘y(tǒng)反相器，進(jìn)一步提升了寫(xiě)終止電路的穩(wěn)定性。

2. 改進(jìn)材料與電氣設(shè)計(jì)

• 使用新材料：通過(guò)研發(fā)新材料，如具有更高磁阻變化率和更低功耗的磁性隧道結(jié)（MTJ）材料，來(lái)提高M(jìn)RAM的寫(xiě)入效率。

• 電壓及脈沖寬度調(diào)節(jié)：通過(guò)精確控制寫(xiě)入電壓的幅值和脈沖寬度，可以在維持寫(xiě)入錯(cuò)誤率在接受范圍內(nèi)的情況下，優(yōu)化寫(xiě)入功耗。浙江馳拓科技的新專(zhuān)利就采用了從低到高使用不同檔位的寫(xiě)電壓幅值和寫(xiě)電壓脈沖寬度的方法，對(duì)芯片主陣列每個(gè)子區(qū)域進(jìn)行寫(xiě)入與讀取操作，有效降低了寫(xiě)入功耗并延長(zhǎng)了芯片壽命。

3. 電路級(jí)優(yōu)化

• 靈敏放大器優(yōu)化：設(shè)計(jì)工作在近閾值電壓附近的靈敏放大器，能夠極大地降低讀取功耗，并消除泄露電流的影響。這種優(yōu)化雖然主要針對(duì)讀取功耗，但也能間接降低整體功耗，因?yàn)樽x取功耗的降低可以減少因頻繁讀取而導(dǎo)致的整體能耗增加。

• 低功耗讀寫(xiě)電路設(shè)計(jì)：針對(duì)STT-MRAM等特定類(lèi)型的MRAM，設(shè)計(jì)低功耗的讀寫(xiě)電路，包括優(yōu)化寫(xiě)電路中的監(jiān)測(cè)寫(xiě)終止部分，以提高寫(xiě)入效率并降低功耗。

4. 系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化

• 電源門(mén)控架構(gòu)：使用具有MRAM的電源門(mén)控架構(gòu)，可以進(jìn)一步降低系統(tǒng)能耗。因?yàn)镸RAM具有更快的上電寫(xiě)入時(shí)間，所以可以使待機(jī)功耗降低到零。

• 算法優(yōu)化：通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)等算法優(yōu)化應(yīng)用層面的數(shù)據(jù)寫(xiě)入策略，減少不必要的寫(xiě)入操作，從而降低寫(xiě)入功耗。這需要在軟件層面進(jìn)行算法設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理。

綜上所述，降低MRAM的寫(xiě)入功耗需要從多個(gè)層面進(jìn)行綜合考慮和優(yōu)化。通過(guò)采用上述解決方案，可以有效降低MRAM的寫(xiě)入功耗，推動(dòng)其在低功耗應(yīng)用場(chǎng)景中的普及和應(yīng)用。