主题：【原创】话说memory -- 无梦到徽州

MRAM是Magnetoresistive Random Access Memory的缩写，顾名思义，是磁存储器的一种，可视作磁带磁鼓磁芯磁碟（即硬盘软盘）家族中的新一代成员。自上个世纪80年代末，巨磁阻效应（Giant Magnetoresistance）被Albert Fert与Peter Grünberg发现以来，硬盘技术得益于此而得到了很大提高，从原本的几MB几十MB硬盘迅速发展为今日的GB甚至TB级硬盘，与之同时，也使得一部分人意识到，磁存储技术也是有成为RAM的可能。

Albert Fert与Peter Grünberg因巨磁阻效应荣获2007年诺贝尔物理学奖时的照片

与硬盘不同，既然是RAM，那么MRAM必须得是固定的一个整体，不可能有需要物理移动寻址的部件。MRAM是一个网格结构的存储器，每一个网格是一个bit，每个格点中，两层铁磁体被一层无磁性的隔层分开。

如上图所示，当两层铁磁体的磁矩方向一致时，记录信息为0，磁矩方向不同时，记录信息为1。

MRAM中存储信息的提取可以通过巨磁阻效应实现。由于巨磁阻效应，可知两层铁磁提磁矩方向一致时的电阻远小于磁矩方向不一致时的电阻，由此引起的电流强弱或电压高低变化可以转变为我们所需要的电信号。这就是MRAM读的过程。

对于写的过程，要稍微复杂一些，传统的MRAM通过流经铁磁体外部电流的产生磁场来改变铁磁体方向，但随着存储密度的不断提高，被写入格点的临近格点也有可能被转变磁矩方向，因而对于电流的精确控制成了一个问题。于是，一个新的改变铁磁体磁矩的方法应运而生，即自旋转移磁矩（spin transfer torque）方法。

我们知道，通常情况下，电流内部电子的自旋分布是平均分配的，即电流是未极化的，但如果这种平衡被打破，电流内的电子自旋偏向某一特性方向时，此时的电流称作极化电流。当这样的极化电流流经铁磁体时，会与铁磁体内的磁矩发生磁相互作用，当极化电流足够强时，铁磁体的磁场方向就有可能改变。

这种写入方法的好处是，仅极化电流流经的铁磁体会受到影响，邻近格点的铁磁体不受影响，所以存储密度不再受到电流控制精度的限制。而且由于不再需要严格控制电流所产生的磁场，整个存储格点的结构可以大幅度简化，对于工艺的要求降低，存在进一步提升存储密度的空间。

自旋转移磁矩这一效应可以形象的理解为极化电流的自旋转移到了铁磁体身上，即所谓自旋转移磁矩，也可以理解为极化电流将自旋注入了铁磁体中，即spin injection，它们其实是同一个概念。

目前，在MRAM领域，日本公司是技术最先进的，早在2007年的磁学年会上，东芝公司便展出了一块2MB的使用自旋转移磁矩技术的MRAM实验芯片，今年早间，东芝公司宣布他们做出了32MB的芯片。目前，美国公司和各研究机构正在奋起直追，究竟最终鹿死谁手，尚是未知之数。

MRAM比起DRAM和SRAM来，在速度上并不存在明显优势，但由于其结构的简单性，且无能耗问题需要担心，理论上而言，在存储密度上有着很大优势。目前MRAM的关键是找到适合高密度存储和快速存储的磁性材料。一旦这个问题解决，MRAM作为一种通用存储器，将对现有的SRAM/DRAM/Flash产生很大威胁。

P.S. 认证数要求达到了，谢谢投票的各位。刚刚才发现，已经被版主加为精华了，汗。。。。。。努力填坑中，争取在感恩节假期把这个坑填完。谢谢各位捧场~~