ReRAM存储器助物联网设备降低能源消耗

物联网应用若要全面普及，势必需要在人类生活环境中部署大规模传感器等基础设施，这些设备若能拥有愈长的电池续航力当属愈好，一来可节省维护成本、二来有助提高物联网基础设施可持续性。

现阶段业界也在寻找可大幅降低物联网设备能源消耗的办法，为此业界发现物联网芯片中内嵌“可变电阻式内存”(ReRAM)，有助达成此一节能目标。据 Embedded Computing Design 网站报导，若要达到物联网应用的能源采用要求，需要导入各式节能策略，即使多数物联网设备设计成可休眠或待命的模式，但再怎么说物联网设备仍有一定比例时间在运作，因此如何节能仍是一大技术重点。其中嵌入式内存在协助物联网芯片节能上便扮演要角，因具备低功耗及低电压操作、单体IC、快速读写时间、非挥发性以及高容量等有助提升物联网设备能源效率的优势。

什么是ReRAM

ReRAM 是一种新型阻变式的非易失性随机存储器，通过向金属氧化物薄膜施加脉冲电压，产生大的电阻差值来存储“0”和“1”， 将DRAM的读写速度与SSD的非易失性结合于一身，同时具备更低的功耗及更快的读写速度。

与 FRAM 不一样，ReRAM 的规格更类似于 EEPROM，内存容量比大，但尺寸比 EEPROM 小。与 EEPROM 不同的是，ReRAM 最大的应用优势就是低功耗、易于写入。

易于写入：写入操作之前，不需要擦除操作

低功耗：5MHz的读出操作最大电流仅为0.5mA，远远低于同样条件的EEPROM（3mA@5MHz）。

ReRAM 作为存储器前沿技术，未来预期可以替代目前的 FlashRAM，并且具有成本更低、性能更突出的优势。预期 ReRAM 高密度且低功耗的特性可使其大量运用在电池供电的穿戴式设备、助听器等医疗设备，以及量表与传感器等物联网设备。

在 ReRAM 战场上，有一家技术大牛是 Nantero 公司，他们的技术基于碳纳米层矩阵。2016年，Nantero 公司将基于碳纳米层矩阵的技术授权给富士通，并且交给代工厂三重富士通半导体用 55nm 和 40nm 工艺跟进。

现在，富士通拥有业界最高密度的4 Mbit ReRAM，其备SPI接口的ReRAM产品，能在1.65至3.6伏特电压下工作，并可于最高频率5MHz下进行读写操作，而仅需0.2mA的平均电流。截止目前，富士通的第一代ReRAM产品已经被应用在欧洲一部分助听器中。

ReRAM的未来

在可预见的未来，NAND闪存将保留在成本和密度上的优势，这意味着它仍将在未来几十年存活下去。那么ReRAM在存储应用中要如何定位呢？

数据完整性：关键任务应用更喜欢ReRAM，而且关键是买得起；

性能：固态硬盘这种高速存储介质消除了复杂性并提高了性能；

移动性：网络宽带和内存容量之间进行着一场永无止境的拉锯战，在这种情况下，消费者可能会喜欢上他们移动设备的大容量存储。如果是这样， ReRAM节能的优点将在高端产品有所体现。

有鉴于未来几年全球物联网应用可望持续蓬勃起飞，若未来 ReRAM 技术成为全球物联网芯片主流内存解决方案，将有助除去运算与数据储存之间的界线，有利于以数据为中心的运算架构发展。