“过时的”DDR1/2/3、DRAM、SRAM、FRAM、NOR存储器仍充满生机

shuszhao

过去的存储器只是一种寿命较短的低端器件，因为大供应商通常将精力集中在更新更好的产品。随着智能设备的逐渐普及，情况发生了变化。融合人工智能的边缘计算及物联网（IoT）呈指数级增长，“持久”可能是描述这些老存储器的一个更贴切的标签。
即使现在已经出现了DDR5规格的存储器，新兴存储器（如英特尔的Optane 3D Xpoint存储器）开始为人们接受，但经济形势不断变化，我们仍然需要过去那些低密度存储器，包括较老的DRAM。
“DRAM过去并不适用于小型系统，因为需要DRAM控制器配合才能使用，”Objective Analysis的首席分析师Jim Handy说。SRAM适用于内存需求较小的系统，而DRAM适用于大型系统，通常带有适用于大型存储器的控制器。

“但摩尔定律将控制器成本降到可以忽略不计。”Handy补充说，SRAM仍然受到高速系统的喜爱，但DRAM抢走了一些机会，不过还有许多应用需要比SDRAM、DDR和DDR2 DRAM更快的速率。LPDDR解决了一些功耗问题，使DRAM现在也可以用于许多便携式应用。
Handy说：“SRAM过去用于低密度、低功耗和快速应用，但DRAM的进步蚕食了这些市场。也就是说，从前并不存在的低密度DRAM市场如今生机勃勃。”
大的存储器供应商将继续追求行业领先的密度，他们稍作调整就能生产数亿颗相同的器件，应对数十亿美元的订单。Handy解释说：“对他们来说，追求这种小机会效率并不高。但是，这种小机会特别多，甚至比大业务更赚钱。”
因此他预测，Alliance Memory等生产过气存储器的公司仍然可以通过大量生产这些存储器件赚取可观的利润。
正是由于这个仍然有利可图的存储器市场被放弃，促使David Bagby离开三星，创办了Alliance Memory。而三星最近刚刚宣布退出DDR2 DRAM市场。
Bagby说，一种存储器什么时候会落入“过气”的行列，并没有明确定义。但到目前为止，DDR3尚不在其中，实际上这取决于每个供应商的策略。例如，过去几年中，美光已经开始跟随三星的脚步，逐步停产旧的存储器。
Bagby说，中等规模的客户会追随存储器“三巨头”美光、三星和SK海力士的脚步，因为他们不想陷入产品供应的困境。这正好是Alliance Memory的利基市场，在客户使用高密度存储器时，他们可以为客户提供可靠的第二选择和备用资源。当巨头们决定“停产”某种存储器，而专注于为更少的大客户提供少量产品时，Alliance却可以继续提供这种存储器。
Bagby指出，美光决定停产某些类型的存储器为小存储器厂创造了机会。Alliance Memory提供的存储器产品已经越来越多，包括DRAM、SRAM和NOR闪存。
同时，他们还可以满足市场对4G和8G DDR4的需求。“我们仍然生产主流存储器，客户由于处理器的缘故需要DDR4。”
Alliance Memory现在是美光已经停产的M29F 5V并行NOR闪存器件的授权经销商。美光将继续为Alliance生产器件，但只能满足2021年中之前的新订单。之后，Alliance的客户可以使用Alliance自己的器件。
技术过时的存储器产品价格可以预测，其供应商还提供长期的客户支持，这一点很重要，因为很多新设计也使用技术过时的存储器。例如，早期的DDR、SRAM和NOR闪存仍用于医疗、工业和智能家居中。Bagby说：“我们正在开发更多的DDR3新设计。”
在非智能手机和平板电脑设计中，如医疗设备和工业平台，对DDR3存储器的需求不断增长。Bagby说：“我们的SDRAM、DDR1产量持续增长，而且由于三星停产，我们的DDR2业务也将出现巨大增长。”
对过时存储器的需求并非总是来自更换旧设备中的存储器，一些针对医疗和工业系统的处理器厂商仍然在设计中采用了DDR3技术。这些设备不需要DDR4，Alliance Memory这样的供应商也不想与大供应商竞争。Bagby表示，“所以他们开发具有不同存储要求的处理器。”


持续创新

过时的存储技术仍然可以创新，因此赛普拉斯半导体等公司对“过时”这一标签持保留态度，他们更愿意将早期的存储器描述为“持久”。赛普拉斯闪存业务部（现在是英飞凌的一个部门）市场和应用总监Sandeep Krishnegowda表示，尽管高性能计算、超大规模数据中心、人工智能和机器学习推动采用最新的DDR存储器、NAND闪存和高带宽存储器，但真正推动创新的还是数据。他说：“通过传感器和边缘节点连入物联网时，需求并没有发生太大变化。人们仍然需要低功耗，想要可靠并能达到期望的产品。”
Krishnegowda说，这种需求阻止了NOR闪存等技术的衰落，这些技术在汽车应用中重获新生。物联网和其他新兴领域（如可穿戴设备）也需要小尺寸、可靠且安全的低功耗存储器。
赛普拉斯产品营销工程师Doug Mitchell补充说，网络边缘也产生了新的存储器应用，包括面向消费者和工业应用的医疗保健和分布式IoT传感器节点。数十亿IoT传感器节点需要针对IoT应用专门优化的专用存储器，包括NOR闪存、传统的异步SRAM或FRAM，而不是千兆字节存储器。Mitchell说：“可以针对具体应用，通过最小化功耗或占板面积，或获得适合该应用的密度大小，来优化这些技术。”
存储器技术也可以针对新兴应用进行改进。“创建全新的产品组合，”Mitchell说，“这是我们的主攻业务，我们拥有专门针对这些特定应用开发的存储产品。”
边缘计算、5G基础设施和汽车都需要低功耗存储器（如NOR闪存），这强化了赛普拉斯关于存储器“持久”的观点。


存储器可靠性

Macronix公司发现，在5G和汽车应用中，传统存储器同样存在机会。该公司营销副总裁Anthony Le表示，NOR闪存在十年前就被预言将会终结，但他们至今仍在开发支持NOR闪存接口的体系架构。

图1：汽车应用需要能够在极端温度的嵌入式环境中长期运行的高质量存储器件，这是NOR闪存在市场上还有新的机会的一个原因。（图片来源：Macronix）

例如，电信所要求的高可靠性便是推动NOR市场需求的一个动力。Le说：“这是我们最大的一项业务，电信业仍在使用NOR闪存，因为它仍然是最可靠的非易失性存储器。”Le说，“即便协议从4G变为5G，许多底层硬件技术仍然是相同的。”
因此，在向新的存储技术过渡时，风险降低了。Le指出：“采用一种新接口或新技术时，所有内容都必须重写。”Macronix还看到，围绕小密度存储器仍然有大量机会进行创新，这不仅是因为小密度存储器每位的价格更低，也因为随着密度的增加和接口运行速度的加快，许多应用要求小占板面积。
汽车应用对存储器件质量的要求尤其高，因为这些存储器件需要在极端温度的嵌入式环境中长时间运行。Le说，新型存储器对汽车行业来说太贵了，有时候所需的密度不能采用合适的封装来实现。“这就是为什么NOR仍然是汽车行业的最佳选择。”
一辆汽车中有多达四到六个雷达平台，每个平台都需要存储器才能启动。这些存储器必须承受恶劣的环境条件，NOR因其寿命长而受到青睐。Le说：“NOR技术很稳健，我们可以为通信、汽车、工业，甚至医疗行业提供更耐用的产品。”
医疗应用也不需要浪费时间重新进行开发，即使采用新的5G无线协议也不需要。设计人员没有为存储器添加新的接口，唯一增加的是通信模块。Le解释说：“获得监管机构的批准需要数年时间，一旦为一个MCU设计好软件堆栈，其下一个版本就必须非常相似，因为谁都不想重新验证软件堆栈。”
赛普拉斯的Krishnegowda补充说，这些持久的存储器之所以具有吸引力，不仅仅是器件本身过往的表现良好。“是整个供应链造就了这些产品。如果希望未来10年内将一款产品用于汽车，那么最好拥有完整的供应链。”
虽然存储器技术已发展到持久化等新领域，但过时的存储器依然大有可为，因为它们简单、可靠且具有较长的使用寿命。

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