～ ネットワーク機器の性能向上に貢献する、高速動作の不揮発性メモリ ～

概要

当社は、データ転送速度が54Mバイト/秒という高速動作を実現した不揮発性メモリとして、4MビットFeRAM「MB85RQ4ML」を量産中です。本製品は、最大108MHzの動作周波数および4本の入出力ピンをもつQuad SPIインターフェースによって高速動作を実現しています。（図1）
この高速動作と不揮発性という特長によって、高速での情報書換えが要求されるPLCやルーターなどのネットワーキング分野、および産業用コンピューティング分野向けに最適なメモリです。（図2）

詳細

FeRAMは、EEPROMやフラッシュメモリと比べて「高書換え耐性」、「高速書込み」、「低消費電力」の特長で優位性をもつ不揮発性メモリです。これまでに20年以上の量産実績をもつ信頼性の高いメモリとして、産業向け、インフラ向け、コンシューマ向け、車載向けなどさまざまな用途に採用されています。
さらに、「不揮発性でありながら、高速動作のメモリが欲しい」という要求に応えて開発されたのが、当社のFeRAM製品群では最速のデータ転送速度をもつ4MビットFeRAM「MB85RQ4ML」です。

本製品は、1.8V単一電源、Quad SPIインターフェースを採用しており、108MHz動作によって54Mバイト/秒でのデータ転送が可能です。この製品が開発されるまでは、当社の従来品では、16ビットの入出力ピンをもつパラレルインターフェースの4MビットFeRAMが転送速度13Mバイト/秒で最速のメモリでした。しかし、MB85RQ4MLは4ビットの入出力ピンでありながら、その約4倍の速度でデータのリード/ライトが可能です（図3）。

本FeRAMによる課題の解決例

もしも、フラッシュメモリ、EEPROMおよび低消費電力SRAMをご使用中のお客様が、以下のような課題をお持ちの場合には、当社のFeRAMによって解決できる場合があります。

1）フラッシュメモリをご使用の場合

課題：メモリの書換え回数制限のため、プログラムの開発工数の負担が多い

フラッシュメモリは書換え保証回数が数10万回ですので、同じエリアに何度もデータを書き込むと、直ぐに書換え回数の上限に達してしまいます。したがって、同じエリアに何度も書込みを行わないように書込み場所を分散させるプログラムを設計（ウェアレベリング）する必要があるため、ソフトウェアの開発者にとってはかなりの開発負担になります。
FeRAMの書換え回数は10兆回まで保証しており、SRAMと同じようにデータを上書きできるため、ウェアレベリングのようなプログラムを設計する必要はありません。（図4）

2）EEPROMからFeRAMへの置き換え例

課題：データの書込み時間を短くしたいが、不揮発性メモリだと難しい

SPIインタフェースのEEPROMの動作周波数は最大20MHzです。その場合、データ転送速度は2.5Mバイト/秒ですので、54Mバイト/秒の転送速度をもつ本FeRAMは20倍以上も速くデータを書き込むことができます。
さらに、EEPROMはデータ書込みには消去動作が必要なため、ライトサイクル時間が5msほど必要です。一方で、FeRAMは消去動作が不要のため、書込み時間を短くできます。（図5）

3）SRAMからFeRAMへの置き換え例

課題：実装面積を減らすため、バッテリーを無くしたい

低消費電力SRAMは、書込みデータを保持するためにデータ保持電流が必要なためバッテリーが必要です。一方で、FeRAMは不揮発性メモリですので、バッテリーが不要です。
また、多くのSRAMは、16ビットの入出力ピンを持っているため44ピンTSOPパッケージが使われています。これに対して、当社のMB85RQ4MLは16ピンSOPです。
つまり、SRAMを本FeRAMに置き換えると、バッテリーの削減および小型パッケージ化によって、実装面積を約77%削減することができるのです。（図6）

従来のメモリで課題を抱えているお客様はFeRAMを使用することによって、コスト削減、開発納期の短縮、製品の高速化や小型化を期待することができます。（図7）

おわりに

ビッグデータをあつかうIoT市場においては、データ処理量が増加しており、ネットワーク機器に使われるメモリには頻繁なデータ書換えが要求されます。10兆回の書換え耐性をもち、高速動作が可能なMB85RQ4MLは、連続的に設定データの書換えが必要なPLCやルーターなどのネットワーク機器に最適なメモリです。

今回紹介したFeRAM製品は4Mビット品ですが、当社ではさらに大容量メモリのQuad SPI製品を開発しています。大容量品についてご興味のあるお客様は、以下の問い合わせフォームからお問い合わせください。

当社は、これからも時代の要求に合わせたメモリ製品の開発を進めていきます。

主な仕様

製品名	MB85RQ4ML
メモリ容量（構成）	4Mビット（512K x 8ビット）
インターフェース	SPI /Quad SPI
動作電源電圧	1.7V～1.95V（単一電源）
動作周波数	最大108MHz
書込み/読出し保証回数	10兆回（1013回）
データ保持特性	10年（+85℃）
パッケージ	16ピンSOP

関連リンク

• データシート：MB85RQ4ML