一般而言，快閃記憶體的工作原理是借助將浮動多晶矽(浮動閘)覆蓋在閘氧化物上，來保存位於其上的電荷。此時快閃記憶體位元單元的編程需要一個高電壓場，才能將電子的速度提高到足夠快，以便電子能夠克服矽物質和浮動閘之間的氧化物的能量障礙，使電子能夠穿過氧化物，給浮動閘充電，而浮動閘又會改變位元單元電晶體的電壓臨界值。
令人頭疼的是，電子反覆通過氧化物會導致氧化物的逐漸消耗。這將影響到儲存介質本身的讀寫壽命，快閃記憶體在經過1萬～100萬個寫入週期後，就不能再使用。隨著連續寫操作，有些快閃記憶體最快可在10天內損耗殆盡！因此在20世紀90年代早期，一種新興的非揮發性儲存概念開始成形──MRAM(磁阻隨機存取記憶體)。MRAM卻能忍受無限數量的寫入週期，因為它沒有充電或放電過程；且在編程過程中，磁極是旋轉的，不會產生破壞，也不會降低運行性能。飛思卡爾對MRAM的投入甚早，並以獨特編程方法加以改進，已然在該領域占得一席之地。
MRAM綜合性能評比佳
飛思卡爾半導體MARM技術總監Saied Tehrani表示，MRAM是惟一具備所有主要優良屬性的記憶體：速度、非揮發性、無限持久性。然而，對於偏好一種或兩種特殊屬性的應用而言，犧牲其他屬性而保持這部分優良屬性的記憶體就具備了優勢。“時間將告訴我們：MRAM能夠覆蓋整個記憶體市場的多大佔有率”，Tehrani說。他為我們總結了MRAM的屬性，並將其與其他生產記憶體技術進行了比較。
表1：儲存技術概述
SRAM DRAM FLASH FRAM MRAM
讀取速度 最快 快 快 快 快
寫入速度 最快 快 慢 中等 快
單元密度 低 高 高 中等 中等/高
非揮發性 否 否 是 是 是
耐久力 無限 無限 有限 有限 有限
單元漏泄 低/高 高 低 低 低
註：這些記憶體技術都基於CMOS，具有一些共同之處，但每種儲存技術都有獨特的處理步驟。至於PRAM(相變記憶體)，因為仍處於開發階段，其性能和可靠性尚未確定，暫不予評估
表2：儲存技術比較
EEPROM---與MRAM相比，獨立的電可擦編程唯讀記憶體(EEPROM)的編程速度要慢得多，寫入次數也有限。
DRAM-----動態RAM(DRAM)要求頻繁刷新記憶體，以保留資料，而MRAM則不要求刷新記憶體。
SRAM-----SRAM需要電源來保留儲存內容，因為它使用了CMOS邏輯電平的電晶體。MRAM儲存內容保存在自由磁層的極性內，由於該層是磁性的，因此能在無需電源的情況下保留其狀態。
隨著技術的發展，SRAM單元日益變小，設備勢必會產生更多洩漏。對各個單元來說，這一洩漏很小，但是當儲存設備中的單元增加到數百萬個時，洩漏就應得相當大。鑒於MRAM的非揮發性，可以在系統中採用斷電技術，使漏電流接近為零。
電池供電的SRAM：電池供電的SRAM由SRAM單元和電池組成。該記憶體是非揮發性的，因為電池可以提供電源，以保留儲存內容。相反，MRAM則不需要電池來保留資料，MRAM的讀寫速度高於電池供電的SRAM。由於MRAM不需要電池，因而也不存在電池組件降低可靠性的固有問題，從而提高可靠性，消除了與電池處理有關的環境問題。
NVSRAM----NVSRAM(非揮發性SRAM)將SRAM與EEPROM相結合。當電源丟失時，NVSRAM將資料從SRAM保存到EEPROM上。然而，將資料傳輸到EEPROM的速度非常慢，因此NVSRAM上需要一個大型外部電容，以保持電源，同時進行資料傳輸。
MRAM具有寫操作速度更快的優勢，可以在系統正常運行期間寫入資料。因此，當電源丟失時，就只需傳輸最少的資料。採用MRAM的應用可在無需使用大型外部電容的情況下，安全地將資料寫入記憶體，進而從中受益。
FRAM------鐵電RAM(FRAM)是非揮發性RAM，一般來說，其陣列規模比較小，只有4KB～1MB，原因在於FRAM技術的可擴展性非常有限，進一步壓縮了位元單元大小。而MRAM就不會受到與FRAM相同的可擴展性限制，因此可以實現更大的儲存陣列。
MRAM的編程速度比FRAM快。有些FRAM的讀寫次數有限：100億個週期。此外，由於讀操作會破壞正在讀取的位元單元的內容，有些FRAM還要求在執行讀操作後刷新記憶體。
Flash------在編程過程中，快閃記憶體要求很高的電壓，以吸引電子穿過氧化物。MRAM使用電流來產生磁場，對自由層進行編程。
一般來說，快閃記憶體在大塊的儲存陣列上進行編程或擦除操作。MRAM則能在單個位址上執行寫操作。
隨著技術的發展，SRAM單元日益變小，設備勢必會產生更多洩漏。對各個單元來說，這一洩漏很小，但是當儲存設備中的單元增加到數百萬個時，洩漏就應得相當大。鑒於MRAM的非揮發性，可以在系統中採用斷電技術，使漏電流接近為零。
電池供電的SRAM：電池供電的SRAM由SRAM單元和電池組成。該記憶體是非揮發性的，因為電池可以提供電源，以保留儲存內容。相反，MRAM則不需要電池來保留資料，MRAM的讀寫速度高於電池供電的SRAM。由於MRAM不需要電池，因而也不存在電池組件降低可靠性的固有問題，從而提高可靠性，消除了與電池處理有關的環境問題。
Tehrani認為目前的情況是：不同類型的記憶體適合不同的應用/產品。在可預知的將來，這種情況還會繼續。這些界限的消除取決於成本、性能、容量等因素。然而，隨著技術的成熟，MRAM佔據的市場空間有望增加。他指出，“我們的MRAM晶片可以直接取代電池供電的SRAM，以及在各種消費和企業機器中使用的非揮發性SRAM。由於不需要電池來保持非揮發性，因此MRAM更簡單、更便宜、更可靠。在聯網和資料儲存中，MRAM得到了大量應用，其獨特屬性具備功能和性能優勢”。
為此，自開發出MRAM技術後，飛思卡爾已建立了由50名技術人員和設計人員組成的開發團隊專力發展。該技術的主要目標之一是，將MRAM作為靈活的嵌入式記憶體整合到設備中，在邏輯設備中實現增強功能。Tehrani表示，與其他非揮發性記憶體技術相比，MRAM更容易整合到現有邏輯製程中，因為它位於較高的金屬層，不會影響底層電晶體。
結語
MRAM花了很多年時間才進入市場，因為對於一種全新的記憶體技術而言，技術和業務環境的融合是極其困難的。想當初SOI MOSFET也是花了大約20年時間(從1980年－2000年)才推出第一個高級CMOS。“我們面臨的挑戰則更加嚴峻。因為我們開發的新技術，必須將磁性結構整合到標準CMOS製程中”，Tehrani直言不諱。首要問題是控制奈米磁性元件的屬性，這些元件用於資訊儲存，並與底層CMOS結構整合。這是一個極其嚴峻的挑戰，因為數百萬個磁性元件必須在板卡的商用溫度範圍內保持相同的運行性能。除了讓它們保持功能和可靠性以外，還必須以具有競爭力的成本實現高性能，讓該技術在市場上具有強大的生命力。”
MRAM提高了可靠性和速度，還實現了新功能。從消費者角度來看，它意味著更可靠、更快速的網路，更可靠、更便宜的家庭或辦公室設備，它還能實現設備的一些新功能，在家庭和其他地方使用。隨著MRAM技術的成熟，其成本將逐漸降低，容量也會增加。經過這個發展過程後，它既可以作為獨立部件，也可以作為嵌入到其他晶片中的記憶體，用於各種不同應用，進入更多市場領域。隨著成本的降低，MRAM技術將不斷尋找進入其他市場的途徑。
令人頭疼的是，電子反覆通過氧化物會導致氧化物的逐漸消耗。這將影響到儲存介質本身的讀寫壽命，快閃記憶體在經過1萬～100萬個寫入週期後，就不能再使用。隨著連續寫操作，有些快閃記憶體最快可在10天內損耗殆盡！因此在20世紀90年代早期，一種新興的非揮發性儲存概念開始成形──MRAM(磁阻隨機存取記憶體)。MRAM卻能忍受無限數量的寫入週期，因為它沒有充電或放電過程；且在編程過程中，磁極是旋轉的，不會產生破壞，也不會降低運行性能。飛思卡爾對MRAM的投入甚早，並以獨特編程方法加以改進，已然在該領域占得一席之地。
MRAM綜合性能評比佳
飛思卡爾半導體MARM技術總監Saied Tehrani表示，MRAM是惟一具備所有主要優良屬性的記憶體：速度、非揮發性、無限持久性。然而，對於偏好一種或兩種特殊屬性的應用而言，犧牲其他屬性而保持這部分優良屬性的記憶體就具備了優勢。“時間將告訴我們：MRAM能夠覆蓋整個記憶體市場的多大佔有率”，Tehrani說。他為我們總結了MRAM的屬性，並將其與其他生產記憶體技術進行了比較。
表1：儲存技術概述
SRAM DRAM FLASH FRAM MRAM
讀取速度 最快 快 快 快 快
寫入速度 最快 快 慢 中等 快
單元密度 低 高 高 中等 中等/高
非揮發性 否 否 是 是 是
耐久力 無限 無限 有限 有限 有限
單元漏泄 低/高 高 低 低 低
註：這些記憶體技術都基於CMOS，具有一些共同之處，但每種儲存技術都有獨特的處理步驟。至於PRAM(相變記憶體)，因為仍處於開發階段，其性能和可靠性尚未確定，暫不予評估
表2：儲存技術比較
EEPROM---與MRAM相比，獨立的電可擦編程唯讀記憶體(EEPROM)的編程速度要慢得多，寫入次數也有限。
DRAM-----動態RAM(DRAM)要求頻繁刷新記憶體，以保留資料，而MRAM則不要求刷新記憶體。
SRAM-----SRAM需要電源來保留儲存內容，因為它使用了CMOS邏輯電平的電晶體。MRAM儲存內容保存在自由磁層的極性內，由於該層是磁性的，因此能在無需電源的情況下保留其狀態。
隨著技術的發展，SRAM單元日益變小，設備勢必會產生更多洩漏。對各個單元來說，這一洩漏很小，但是當儲存設備中的單元增加到數百萬個時，洩漏就應得相當大。鑒於MRAM的非揮發性，可以在系統中採用斷電技術，使漏電流接近為零。
電池供電的SRAM：電池供電的SRAM由SRAM單元和電池組成。該記憶體是非揮發性的，因為電池可以提供電源，以保留儲存內容。相反，MRAM則不需要電池來保留資料，MRAM的讀寫速度高於電池供電的SRAM。由於MRAM不需要電池，因而也不存在電池組件降低可靠性的固有問題，從而提高可靠性，消除了與電池處理有關的環境問題。
NVSRAM----NVSRAM(非揮發性SRAM)將SRAM與EEPROM相結合。當電源丟失時，NVSRAM將資料從SRAM保存到EEPROM上。然而，將資料傳輸到EEPROM的速度非常慢，因此NVSRAM上需要一個大型外部電容，以保持電源，同時進行資料傳輸。
MRAM具有寫操作速度更快的優勢，可以在系統正常運行期間寫入資料。因此，當電源丟失時，就只需傳輸最少的資料。採用MRAM的應用可在無需使用大型外部電容的情況下，安全地將資料寫入記憶體，進而從中受益。
FRAM------鐵電RAM(FRAM)是非揮發性RAM，一般來說，其陣列規模比較小，只有4KB～1MB，原因在於FRAM技術的可擴展性非常有限，進一步壓縮了位元單元大小。而MRAM就不會受到與FRAM相同的可擴展性限制，因此可以實現更大的儲存陣列。
MRAM的編程速度比FRAM快。有些FRAM的讀寫次數有限：100億個週期。此外，由於讀操作會破壞正在讀取的位元單元的內容，有些FRAM還要求在執行讀操作後刷新記憶體。
Flash------在編程過程中，快閃記憶體要求很高的電壓，以吸引電子穿過氧化物。MRAM使用電流來產生磁場，對自由層進行編程。
一般來說，快閃記憶體在大塊的儲存陣列上進行編程或擦除操作。MRAM則能在單個位址上執行寫操作。
隨著技術的發展，SRAM單元日益變小，設備勢必會產生更多洩漏。對各個單元來說，這一洩漏很小，但是當儲存設備中的單元增加到數百萬個時，洩漏就應得相當大。鑒於MRAM的非揮發性，可以在系統中採用斷電技術，使漏電流接近為零。
電池供電的SRAM：電池供電的SRAM由SRAM單元和電池組成。該記憶體是非揮發性的，因為電池可以提供電源，以保留儲存內容。相反，MRAM則不需要電池來保留資料，MRAM的讀寫速度高於電池供電的SRAM。由於MRAM不需要電池，因而也不存在電池組件降低可靠性的固有問題，從而提高可靠性，消除了與電池處理有關的環境問題。
Tehrani認為目前的情況是：不同類型的記憶體適合不同的應用/產品。在可預知的將來，這種情況還會繼續。這些界限的消除取決於成本、性能、容量等因素。然而，隨著技術的成熟，MRAM佔據的市場空間有望增加。他指出，“我們的MRAM晶片可以直接取代電池供電的SRAM，以及在各種消費和企業機器中使用的非揮發性SRAM。由於不需要電池來保持非揮發性，因此MRAM更簡單、更便宜、更可靠。在聯網和資料儲存中，MRAM得到了大量應用，其獨特屬性具備功能和性能優勢”。
為此，自開發出MRAM技術後，飛思卡爾已建立了由50名技術人員和設計人員組成的開發團隊專力發展。該技術的主要目標之一是，將MRAM作為靈活的嵌入式記憶體整合到設備中，在邏輯設備中實現增強功能。Tehrani表示，與其他非揮發性記憶體技術相比，MRAM更容易整合到現有邏輯製程中，因為它位於較高的金屬層，不會影響底層電晶體。
結語
MRAM花了很多年時間才進入市場，因為對於一種全新的記憶體技術而言，技術和業務環境的融合是極其困難的。想當初SOI MOSFET也是花了大約20年時間(從1980年－2000年)才推出第一個高級CMOS。“我們面臨的挑戰則更加嚴峻。因為我們開發的新技術，必須將磁性結構整合到標準CMOS製程中”，Tehrani直言不諱。首要問題是控制奈米磁性元件的屬性，這些元件用於資訊儲存，並與底層CMOS結構整合。這是一個極其嚴峻的挑戰，因為數百萬個磁性元件必須在板卡的商用溫度範圍內保持相同的運行性能。除了讓它們保持功能和可靠性以外，還必須以具有競爭力的成本實現高性能，讓該技術在市場上具有強大的生命力。”
MRAM提高了可靠性和速度，還實現了新功能。從消費者角度來看，它意味著更可靠、更快速的網路，更可靠、更便宜的家庭或辦公室設備，它還能實現設備的一些新功能，在家庭和其他地方使用。隨著MRAM技術的成熟，其成本將逐漸降低，容量也會增加。經過這個發展過程後，它既可以作為獨立部件，也可以作為嵌入到其他晶片中的記憶體，用於各種不同應用，進入更多市場領域。隨著成本的降低，MRAM技術將不斷尋找進入其他市場的途徑。
