三星研发出运算内存MRAM
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三星半导体宣布，通过结构创新，实现了基于MRAM（磁阻式随机存取内存）的内存内
运算（In-Memory Computing），进一步拓展了三星下世代低功耗AI芯片技术。
传统的运算体系中，内存中的资料要转移到处理芯片的资料运算单元进行处理，因此其
对于频宽、延迟的要求非常高。
至于内存内运算则是一种新的运算模式，也可以当作内存与运算一体化的表现，也就
是说，在内存中同时执行资料储存、资料运算处理，无需移动资料。同时，在内存网
路中的资料处理是以高度平行的方式执行，因此提高性能的同时，还能大大降低功耗。
如果与其他内存比较，MRAM在运行速度、寿命、量产方面都有明显优势，功耗也远低于
传统DRAM，关键是还具有非挥发的特点，断电也不会丢失资料。
可是MRAM也有其缺点，因为很难用于内存内运算，使得在标准的内存内运算架构中无
法发挥低功耗优势。为了克服这一点，三星研究团队设计了一种名为“电阻总和”（
resistance sum）的新型内存内运算架构，取代“电流总和”（current-sum）架构，
进而成功开发了一种能演示内存内运算架构的MRAM阵列芯片，命名为“用于内存内运
算的磁阻式内存交叉阵列”（crossbar array of magnetoresistive memory devices
for in-memory computing）。
目前来看，这一交叉阵列成功解决了单个MRAM小电阻问题，从而降低功耗，实现了基于
MRAM的内存内运算。按照三星研究，在执行AI运算时，采用MRAM内存内运算可以实现
98%的笔迹辨识成功率、以及93%的人脸辨识准确率。
根据Report Linker研究，全球MRAM市场2021年至2026年的年复合成长率将达25%，并于
2026年达到62亿美元的规模。该市场的主要驱动力是对穿戴式装置的需求增加、物联网设
备的高度采用、运算技术的进步、对更高内存空间的需求以及缩短启动时间等因素。除
了三星之外，Avalanche、CROCUS、Honeywell以及Everspin都是主要MRAM制造商。
最新研究显示，除了Toggle MRAM与自旋转移力矩式磁性内存（STT-MRAM）之外，自旋
轨道力矩式磁性内存（SOT-MRAM）正在崛起。近年来包含英特尔、IMEC、三星及台积电
都投入SOT-MRAM相关研究，不过量产仍需10年时间，也是须持续关注的趋势之一。