下面从核心特性、产业化进展、应用场景三个维度,为你梳理RRAM、SRAM两类存储器的相关分析:
一、核心特性对比
- SRAM(静态随机存储器)
属于易失性存储器,读写速度快、无读写次数限制,工艺成熟,器件一致性和稳定性较好,适配数字存算一体方案,可实现较高的计算精度;但它采用多晶体管单元结构,存储密度较低、单比特存储面积约300F²/bit,制造成本偏高,断电后数据会直接丢失 【1】 【4】 。
- RRAM(阻变存储器)
属于新型非易失存储器,基本存储单元为金属-绝缘体-金属/半导体的三明治结构,原理是在外加偏压作用下器件电阻可在高低阻态间切换;支持多值存储,现有工艺节点可达28nm,理论工艺极限为5nm,单比特存储面积仅20~40F²/bit,读写次数可达10⁸次,断电后数据不会丢失 【1】 【4】 。
二、产业化进展
- SRAM
当前技术落地成熟度较高,近年来随着AI算力需求爆发,SRAM开始在AI推理场景拓展应用,行业也在通过堆叠方案解决其容量偏低的问题,国内已有不少厂商布局基于SRAM的数字存算一体相关方案 【7】 。
- RRAM
目前尚未实现大规模商用,不过已有部分产品进入量产阶段:Adesto的130nm CBRAM、松下的180nm ReRAM已经量产,富士通、美光、SK海力士等国际厂商,以及中芯国际、台积电、联电等代工厂都在推进相关技术的研发和生产布局,国内兆易创新也早有相关布局,2018年就通过合作投资聚焦RRAM商业化的合肥睿科微电子开展相关落地工作 【2】 【3】 。
三、应用场景与发展潜力
- SRAM
当前主要适配云侧和边侧的AI推理、训练场景,是AI算力缓存环节的重要支撑器件,随着堆叠方案的迭代,其容量受限的短板正在逐步被弥补,未来在AI算力相关场景的应用空间还会进一步打开 【4】 【7】 。
- RRAM
可覆盖云侧、边侧和端侧的推理场景,未来有望在存算一体和人工智能领域大规模落地,此前清华大学等团队开发的基于RRAM的内存计算芯片NeuRRAM,能效达到同期最先进同类芯片的两倍,在推理精度、图像分类准确率上表现优异,技术潜力已经得到验证 【2】 【4】 【12】 。