長(zhǎng)久以來，我們這些缺乏耐性的人，一直期待著所有消費(fèi)電子產(chǎn)品的開機(jī)時(shí)間能盡量縮短,，愈快愈好。剛剛才打入消費(fèi)市場(chǎng)的固態(tài)硬盤（SSD）,，已經(jīng)能大幅縮減用戶等待開機(jī)或?qū)C(jī)器從睡眠中喚醒的時(shí)間,，事實(shí)上，SSD已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)極短時(shí)間的開機(jī),，或是瞬間喚醒機(jī)器,。
目前，SSD仍然以非揮發(fā)性存儲(chǔ)器（NVM）為主,，主要采用閃存,。盡管與傳統(tǒng)硬盤相比，閃存的速度提高了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，但今天在使用SSD開機(jī)時(shí)還需要等待一會(huì)兒,。這也暴露出一個(gè)事實(shí)──在與ROM或DRAM相比時(shí),，閃存的讀取速度顯然遜色許多。
2000年中,，非揮發(fā)性存儲(chǔ)器領(lǐng)域出現(xiàn)了一匹黑馬──磁阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（MRAM）,，它強(qiáng)調(diào)高可靠性、趨近無限的使用壽命,、低功耗,、更廣的工作溫度范圍，而且更重要的是,，它的讀取時(shí)間快到能媲美DRAM,。這些特性讓MRAM成為眾所矚目的焦點(diǎn)，吸引數(shù)家公司投入開發(fā),，希望制造出在密度和速度方面都能與其他主流非揮發(fā)性存儲(chǔ)器競(jìng)爭(zhēng)的嶄新元件,。Everspin正是其中一家企業(yè)，該公司已經(jīng)推出商用化的MRAM產(chǎn)品,。
磁穿隧結(jié)（Magnetic Tunnel Junction,， MTJ）是在MRAM儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)MTJ是由兩個(gè)被薄型隧穿介電質(zhì)隔開的磁性層所組成,。數(shù)據(jù)會(huì)在磁性層上依照磁化向量的方向儲(chǔ)存,。位于一個(gè)磁化層上的磁性向量是磁性固定（magnetically fixed）或被固定（pinned）的，此時(shí)其他層則是磁性自由,，可在相同和相反方向之間進(jìn)行切換,，分別稱之為平行或反平行狀態(tài)。當(dāng)在固定和自由層之間施加小的偏置電壓時(shí),，隧穿電流便會(huì)流經(jīng)位于中間的薄介電層,。而其磁性存儲(chǔ)器單元會(huì)透過響應(yīng)平行和反平行狀態(tài)，呈現(xiàn)出兩種不同的阻值,。因此,，藉由檢測(cè)電阻變化，MRAM元件便能提供儲(chǔ)存在磁性存儲(chǔ)器單元中的數(shù)據(jù),。
MTJ結(jié)構(gòu)被整合到另一個(gè)典型CMOS積體電路的互連部份,。在寫入過程中，選定的MTJ會(huì)置于所選擇的寫入字線和選定的位元線之間,。當(dāng)電流經(jīng)過所選的字線和位元寫入線,，便會(huì)在這些線的周圍建立磁場(chǎng)。而在選定MTJ的上磁場(chǎng)向量總和必須足夠切換狀態(tài),。不過,，沿著選定的字線或位元寫入線產(chǎn)生的磁場(chǎng)也必須足夠小,，以確保不會(huì)切換到俗稱的“半選”（half selected ） MTJ狀態(tài)。所謂半選狀態(tài)僅作用在所選擇的字線與位元寫入線周圍,。
2006年,， UBM TechInsights曾拆解過飛思卡爾的MRAM元件，該元件具有一個(gè)尺寸約26mm2的晶粒,，密度為4Mb。與其他的NVM技術(shù)相比,，其晶粒效率似乎較低,，這主要是由于其架構(gòu)設(shè)計(jì)，需要相當(dāng)龐大的開銷所致,。而今,，由飛思卡爾成立的Everspin Technologies推出了16Mb的MRAM元件，其晶粒尺寸僅為58mm2──尺寸僅提高二倍,，但效能卻提升四倍,。通常，增加密度的主要方法之一,，是光刻工藝,。
然而，在推出16Mb的封裝元件后,，我們可以看到,，該公司并不是因?yàn)椴捎孟冗M(jìn)工藝技術(shù)而提升密度；其16Mb和4Mb的元件都共用主流的光刻工藝,，而且單元尺寸相同,。看起來,，過小的工藝可能會(huì)導(dǎo)致半選問題,。Everspin公司采取的方法是重新設(shè)計(jì)架構(gòu)，拿掉了一個(gè)背部的互連層,，用改良過的電路來最小化讀,、寫和擦除數(shù)據(jù)所需的開銷。
Everspin聲稱該公司2011年的MRAM出貨量成長(zhǎng)了300%,，獲得250個(gè)新的設(shè)計(jì)訂單（design win）,，其中包括戴爾、LSI和BMW等,。而用于下一代MRAM的技術(shù)──自旋力矩（Spin-torque）,，則可望加快讀/寫速度并提高密度。這是否有可能在未來讓MRAM真的能取代閃存,，成為SSD的關(guān)鍵存儲(chǔ)器,，再縮短開機(jī)時(shí)間,？我們很快就會(huì)知道答案。SSD市場(chǎng)正在快速成長(zhǎng),，因此,，這個(gè)產(chǎn)業(yè)勢(shì)必需要更高速的存儲(chǔ)器。