過去，內存的進步主要通過密度或每比特成本的提高來衡量。但是，隨著對非易失性存儲器的性能要求的發展，用于選擇它們的標準也發生了變化。工廠自動化、自動駕駛汽車、便攜式醫療設備、邊緣計算和物聯網傳感器等應用需要專門針對其獨特要求而構建的存儲器. 數據中心、計算機和消費設備中的大容量存儲需要最高的密度和最低的每比特成本，通常由 NAND 閃存支持。嵌入式計算機通常在 NOR Flash 中存儲引導代碼和事務數據。數據記錄器、傳感器和邊緣計算機在很長一段時間內捕獲快速變化的數據，使用專門的技術，例如鐵電 RAM (F-RAM)。將內存與工作負載相匹配可提供最佳性能和可靠性，并且這些解決方案中的每一個都會權衡某些特性以最適合目標應用程序。

幾十年來，NAND 閃存一直以不斷提高的每 GB 成本和足夠的讀/寫性能服務于消費市場。基于 NAND 的固態硬盤 (SSD) 也廣泛部署在數據中心和云服務器中。通過工藝改進和幾何尺寸縮小實現了更高的密度，但這需要權衡取舍。在非常小的 NAND 閃存單元中，每個編程/擦除 (P/E) 周期都會對單元施加壓力，這會轉化為較低的耐用性，即使在過度配置和磨損均衡的情況下也是如此。由于較小的幾何形狀，數據保留時間也相對較低（大約 10 年）。

與 NAND 相比，NOR 閃存已針對可靠性和易用性進行了優化。NOR Flash使用相對較大的存儲單元，可提供高耐用性和較長的數據保留時間。結合字節可尋址架構，NOR 閃存非常適合用于啟動代碼（包括就地執行系統）和事務數據。為了應對對故障安全操作的日益關注，最新產品還提供功能安全和安全啟動機制。NOR Flash 還支持非常快的讀取性能，可為汽車儀表盤和其他應用提供即時顯示。然而，這種高可靠性和改進的性能需要權衡取舍，因為 NOR 閃存密度低于 NAND 閃存（請參閱用于汽車和功能安全的 NOR 閃存）。

F-RAM 非常適合長時間連續捕獲數據的設備（請參閱超低能耗 F-RAM）。與依靠存儲電荷來表示二進制數據的 NAND 和 NOR 存儲器不同，F-RAM 存儲單元在由鋯鈦酸鉛鐵電薄膜（通常稱為 PZT）制成的晶格內切換極性。切換需要極低的能量，從而實現非常長的電池壽命，并且不會磨損，提供幾乎無限的耐用性（請參閱使用低功耗 F-RAM 進行設計））。也沒有電荷泄漏，因此數據保留時間非常長——大約 100 年。一個常見的誤解是 F-RAM 會受到磁場的干擾。這不是真的。雖然非常適合數據記錄，但 F-RAM 的密度通常不能滿足代碼和大容量存儲的需求。

表 1：性能特征、理想工作負載和目標應用程序（來源：賽普拉斯）

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值得注意的是，工程師正在從并行接口遷移到串行接口以進行新系統設計。串行接口減少了內存和 SoC 的引腳數，縮小了 PCB 以降低成本并縮小外形尺寸。Octal SPI、Quad SPI、SPI 和 HyperBus 現在提供可與并行接口相媲美的性能，其中 Octal SPI 和 HyperBus 的速度高達 400 MBytes/sec。

選擇正確的內存最終有助于確保您的產品取得成功。NAND 閃存是云計算和個人電子產品中常見的大容量存儲工作負載的理想選擇。相比之下，NOR Flash 和 F-RAM 適用于嵌入式系統和邊緣設備，這些設備通常位于極端和偏遠的環境中。隨著邊緣計算的發展，人工智能的進步正在推動新功能的發展，從而提高了故障安全操作的標準，推動制造商提供具有安全和安全特性的 NOR 閃存和 F-RAM。

　　審核編輯：湯梓紅