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跟踪当今嵌入式系统的新兴内存
当大多数设计人员在电子产品环境中听到“内存”一词时，他们可能会想到闪存或DDR3/4。这些技术当然很受欢迎，但其他新兴技术正在为特定应用的嵌入式系统取得进展。即使DDR5规范即将推出，传统存储器仍将在某些嵌入式应用中占有一席之地。
对于嵌入式设计人员，有大量可用于新系统的存储器选项。新产品正在跨内存类型发布，即使较大的内存供应商专注于具有较小部件数量的大客户。具有讽刺意味的是，其中一些新兴的内存产品根本不是新产品，因为旧的内存类型仍然在新产品中发挥作用。
将传统和新兴内存与应用程序相匹配
内存是那些不会消失的组件之一，即使更先进的内存类型进入市场。随着像三星这样的大公司将其早期的DDR产品标记为EOL并专注于最新最好的产品，较小的公司已经加强了广泛的产品组合，包括从NAND闪存到DDR2的所有产品。嵌入式系统设计人员仍然可以访问这些早期产品，无论是作为独立的大容量芯片还是集成到处理器中。
即使领先的半导体公司专注于经过验证的技术的最新迭代（例如，DDR5和即将推出的 DDR6），易失性和非易失性存储器的实验类型也是深入研究和商业化的主题。目标是开发能够支持即将到来的技术的产品，如人工智能、边缘计算、自动驾驶汽车和其他我们可能没有想到的设备。下表显示了一些旧存储器和新存储器的应用领域，以进行比较。
嵌入式产品的新兴内存
由于内存应用的范围与市场上的产品线一样多样化，因此怀疑其中任何一种将取代DDR4 及更高版本的通用计算。相反，鉴于即将推出的RAM类型的独特功能，它们可能仅限于嵌入式系统、数据中心、移动设备、智能系统和许多其他领域的一些利基应用。让我们看看其中一些新兴的内存类型。
FRAM和MRAM
这两种技术都值得比较，因为它们都是磁性的，但MRAM显然更先进，并且针对更高级的应用。市场上确实有非易失性FRAM模块，但它们停滞在4-8 MB。FRAM读/写周期也具有低延迟 (~50 ns) 的破坏性，因此这些模块不适用于高速、大容量系统。一些应用领域包括：
医疗设备
可穿戴电子产品
物联网传感器阵列
汽车和工业产品
富士通 1 MB FRAM 模块。来自富士通 MB85RS1MTPNF-G-JNERE1 数据表。
MRAM 的采用率很低，但这仅仅是因为它上市时间不长，代工厂仍在投资产能以满足预计的需求。MRAM 将每一位数据存储为磁方向，施加电压可以使 MRAM 设备有一定的改变状态的可能性。这在神经网络等应用程序中实际上很有用，其中随机权重初始化可用于嵌入式 AI 系统。该技术可能在低功耗 AI ASIC 和 SoC 中很有用，尤其是在 AI 计算块中。
内存
目前，40nm ReRAM已经取得了消费产品的技术资格，22nm ReRAM从2019年开始就进入了风险生产阶段。将高密度ReRAM带入实际应用需要克服许多技术和制造挑战，所以我们不应该预计下一轮笔记本电脑将在 ReRAM 上运行。
目前低密度 ReRAM 内存阵列的理想应用是传统计算中的并行神经网络处理。与 ReRAM 最接近的竞争对手是闪存相比，ReRAM 提供更快的读/写延迟和更低的功耗，使其适用于需要在高计算应用中快速访问内存的嵌入式系统。然而，ReRAM 不太可能取代 NAND 闪存，因为它有自己的制造困难，可能会导致成本居高不下。更高级的应用程序（例如实时分析）需要速度更快、容量更大的东西，例如 PCRAM。
PCRAM
商业化的 PCRAM 产品可以追溯到 2000 年代初期，但由于英特尔 3D Xpoint 非易失性 RAM（英特尔傲腾，见下文）的更多采用，相变内存终于走出了“新兴”类别。这项技术可能是实现纳米级海量数据存储同时实现极端 3D 集成的最佳候选者。然而，由于开发像 Xpoint 这样的东西需要极其精确的蚀刻和光刻，与其他技术相比，成本变得过高。尽管如此，IBM仍将 PCRAM 的价值视为嵌入式 AI 系统中的内存块，特别是如果它可以集成在芯片级。
英特尔傲腾 MEMPEK1J064GAXT 64 GB Xpoint PCRAM 模块。
到 2030 年，新兴内存产品预计将产生 360 亿美元的总收入，增长分布在嵌入式应用领域。虽然很容易将其中一种技术视为内存市场的“赢家”，但这些技术中的每一种都在嵌入式领域占有一席之地。