MRAM（Magnetoresistive Random Access Memory）的寫入功耗問題一直是該技術(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)化寫入機(jī)制

• 動(dòng)態(tài)電荷泵技術(shù)：通過改進(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入電壓的策略，成功降低了MRAM的寫入功耗。

• 雙端疊加抗噪聲電阻監(jiān)測寫終止方案：這種方案通過提高讀取裕度，優(yōu)化寫終止操作的穩(wěn)定性，從而減少不必要的寫入功耗。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，來提高M(jìn)RAM的寫入效率。

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

3. 電路級優(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。

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

4. 系統(tǒng)級優(yōu)化

• 電源門控架構(gòu)：使用具有MRAM的電源門控架構(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：通過機(jī)器學(xué)習(xí)等算法優(yōu)化應(yīng)用層面的數(shù)據(jù)寫入策略，減少不必要的寫入操作，從而降低寫入功耗。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的寫入功耗需要從多個(gè)層面進(jìn)行綜合考慮和優(yōu)化。通過采用上述解決方案，可以有效降低MRAM的寫入功耗，推動(dòng)其在低功耗應(yīng)用場景中的普及和應(yīng)用。