上世紀90年代中期，英特爾決定把SRAM整合到自己的處理器中，這給世界各地的獨立式SRAM供應商帶來“滅頂之災”。最大的SRAM市場（PC高速緩存）一夜之間銷聲匿跡，只留下少數細分市場應用。SRAM的“高性能存儲器（訪問時間短、待機功耗小）”價值主張因其較高的價格和容量限制（目前的最高容量是288Mb）而高度受限。由于SRAM每個單元有四到六個晶體管，幾乎無法與DRAM和閃存競爭（這兩種存儲器每個單元只有1個晶體管）;每個單元的晶體管數越少就意味著板容量和成本越低。因此，對構成98%的市場總額的傳統存儲應用而言，SRAM是一種不切現實的解決方案。

　　自英特爾開始嵌入SRAM以來，大多數SRAM供應商已經做出相應調整，或關閉工廠，或豐富SRAM之外的其它產品組合。對SRAM的運用則轉向要求高性能的專門應用，主要包括工業、汽車和國防領域。SRAM的整體市場在2002年到2013年間的年均復合增長率（CAGR）為-13%。然而，若認為這種技術已經日薄西山還為時尚早。實際上，由于種種因素的作用，在未來幾年我們預計將會看到長期被冷落的SRAM東山再起。在本文中，我們將探討讓SRAM重獲新生的技術進步以及使之能夠滿足未來需求的SRAM技術發展趨勢。

　　SRAM回歸主流嵌入式設計

　　SRAM回歸主流設計的動力非常耐人尋味，力圖取代SRAM的潮流忽然發生逆轉。英特爾決定嵌入SRAM，這在當時是個非常英明的決策。SRAM不僅成本效益更高，而且還是技術一流的解決方案。與外部SRAM相比，嵌入式SRAM的存取時間更為出色，要知道對于高速緩存存儲器而言，存取時間是最關鍵的因素。

　　自那時起到現在，處理器功能變得更加強大，而且尺寸越來越小。隨著處理器的功能日漸強大，它們要求高速緩存存儲器性能也要有大幅改善。但與此同時，隨著每一代新工藝節點的問世，不斷增大嵌入式高速緩存存儲器的容量成為一項越來越艱巨的挑戰。SRAM擁有六晶體管架構（邏輯區一般為四晶體管/單元）。這意味著隨著工藝節點的縮小，每平方厘米的晶體管數量將會極高。這樣的高晶體管容量可能導致許多問題，包括：

　　發生軟錯誤的幾率增大：隨著工藝技術從130nm縮小到22nm，軟錯誤率預計將增長七倍。

　　產量降低：由于晶體管容量增大，加上位單元不斷縮小，SRAM的面積更容易受工藝變化所造成的瑕疵的影響。這種瑕疵會降低處理器芯片的總產量。

　　功耗增加：如果SRAM位單元必須與邏輯位單元的大小相同，那么SRAM晶體管的尺寸就需要縮小到小于邏輯晶體管。而晶體管尺寸的縮小會導致漏電流增大，最終導致待機功耗增大。

　　有兩種途徑可以解決這個問題。一種方法是為處理器中或片上系統中的SRAM面積和邏輯面積采用不同的工藝技術節點。但這樣做的后果則是處理器的大部分面積由SRAM構成。如果是這樣，縮小處理器芯片的理由就無法成立。另一種方法則是把SRAM與處理器或控制器分開。有一些技術創新實際上正在加快這種替代方案的實現。

　　可穿戴電子產品中的SRAM

　　當今世界的微控制器（MCU）已經廣泛應用于各種設備中。我們現今正在經歷一個重大電子產品發展趨勢，那就是可穿戴電子產品（圖1）。對于智能手表和健康腕帶這樣的可穿戴產品來說，尺寸和功耗是關鍵因素。由于電路板尺寸受限，MCU必須精簡小巧，并且能夠借助便攜式電池提供的微弱電力運行。

　　圖1：可穿戴電子產品的要求正在推動SRAM的復興

　　在上述要求下，片上高速緩存的容量相當有限。在將來的幾代產品中，我們預計會看到可穿戴產品的功能將得到進一步豐富。這樣一來，片上高速緩存的容量將不敷使用，從而帶來對外部高速緩存的需求。在所有可用的存儲器中，SRAM是用作外部高速緩存的最佳選擇。因為它與DRAM相比待機電流消耗較低，而且其存取時間也比DRAM和閃存更短。

　　但是，要裝配到微小的可穿戴產品電路板上，SRAM將需要進一步發展。對現有的并行SRAM而言，存在下列問題：

　　· 與MCU通信所需的引腳數過多;

　　· 尺寸過大，不適合PCB。

　　物聯網和SRAM

　　過去幾十年里，SRAM領域已衍生出兩個不同的產品線：高速率和低功耗。每個產品線都有著各自特有的功能、應用和價格。需要使用SRAM的設備要么需要它的高速特性，要么需要它的低功耗特性，但從來不是兩者兼具。然而，對采用便攜式電源供電并用以執行復雜操作的高性能低功耗設備的需求正在不斷增長。這種需求背后的動力來自新一代醫療設備、手持設備、消費類電子產品、通信系統以及工業控制器，這些設備均受物聯網（IoT）驅動。

　　IoT正朝著兩個不同的方向發展：智能可穿戴產品和自動化技術。正如前文我們所討論的，可穿戴產品使用低功耗的小尺寸SRAM最為適合。同時，物聯網的發展還會影響到工業、商業和大規模運營以及個人住宅、大型工廠乃至整個城市的自動化。SRAM采用小型封裝，能夠在降低功耗的同時保持高速性能，其將為IoT應用帶來重要價值。

　　許多主要廠商提供的微控制器通過諸如深度低功耗（Deep Power-Down）和深度休眠（Deep-Sleep）等特殊的低功耗模式，已經能夠滿足對此類跨界設備的不斷變化的需求。在這些模式下，外設和存儲器模塊也有望節省功耗。因此，要成為IoT設計的優先選擇，SRAM的發展必須能夠讓客戶不必在性能和功耗之間權衡取舍。

　　SRAM的發展如此之快，很明顯只要獨立式SRAM制造商能夠通過創新讓自己的產品滿足新一代應用需求，激動人心的時刻就在未來等待著他們。SRAM的主要創新領域包括：

　　縮小芯片尺寸：這要求工藝技術的進步和封裝技術的創新;

　　減少引腳數量：目前大多數SRAM使用并行接口。市場上的串行SRAM只有低容量產品。需要生產容量更高的串行SRAM;

　　功耗更低的高性能芯片;

　　片上軟錯誤校正。

　　在下面的章節中，我們將介紹SRAM設計的一些關鍵創新，這些設計創新促使嵌入式系統開發人員考慮把SRAM用于嵌入式可穿戴產品、IoT和其它嵌入式系統應用。