長久以來，我們這些缺乏耐性的人，一直期待著所有消費電子產(chǎn)品的開機時間能盡量縮短，愈快愈好。剛剛才打入消費市場的固態(tài)硬盤（SSD），已經(jīng)能大幅縮減用戶等待開機或?qū)C器從睡眠中喚醒的時間，事實上，SSD已經(jīng)能實現(xiàn)極短時間的開機，或是瞬間喚醒機器。

　　目前，SSD仍然以非揮發(fā)性存儲器（NVM）為主，主要采用閃存。盡管與傳統(tǒng)硬盤相比，閃存的速度提高了好幾個數(shù)量級，但今天在使用SSD開機時還需要等待一會兒。這也暴露出一個事實──在與ROM或DRAM相比時，閃存的讀取速度顯然遜色許多。

　　2000年中，非揮發(fā)性存儲器領(lǐng)域出現(xiàn)了一匹黑馬──磁阻式隨機存取存儲器（MRAM），它強調(diào)高可靠性、趨近無限的使用壽命、低功耗、更廣的工作溫度范圍，而且更重要的是，它的讀取時間快到能媲美DRAM。這些特性讓MRAM成為眾所矚目的焦點，吸引數(shù)家公司投入開發(fā)，希望制造出在密度和速度方面都能與其他主流非揮發(fā)性存儲器競爭的嶄新元件。Everspin正是其中一家企業(yè)，該公司已經(jīng)推出商用化的MRAM產(chǎn)品。

　　磁穿隧結(jié)（Magnetic Tunnel Junction， MTJ）是在MRAM儲存數(shù)據(jù)的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)MTJ是由兩個被薄型隧穿介電質(zhì)隔開的磁性層所組成。數(shù)據(jù)會在磁性層上依照磁化向量的方向儲存。位于一個磁化層上的磁性向量是磁性固定（magnetically fixed）或被固定（pinned）的，此時其他層則是磁性自由，可在相同和相反方向之間進(jìn)行切換，分別稱之為“平行”或“反平行”狀態(tài)。當(dāng)在固定和自由層之間施加小的偏置電壓時，隧穿電流便會流經(jīng)位于中間的薄介電層。而其磁性存儲器單元會透過響應(yīng)平行和反平行狀態(tài)，呈現(xiàn)出兩種不同的阻值。因此，藉由檢測電阻變化，MRAM元件便能提供儲存在磁性存儲器單元中的數(shù)據(jù)。

　　圖1：Everspin MRAM封裝的X光圖片

　　MTJ結(jié)構(gòu)被整合到另一個典型CMOS積體電路的互連部份。在寫入過程中，選定的MTJ會置于所選擇的寫入字線和選定的位元線之間。當(dāng)電流經(jīng)過所選的字線和位元寫入線，便會在這些線的周圍建立磁場。而在選定MTJ的上磁場向量總和必須足夠切換狀態(tài)。不過，沿著選定的字線或位元寫入線產(chǎn)生的磁場也必須足夠小，以確保不會切換到俗稱的“半選”（half selected ） MTJ狀態(tài)。所謂半選狀態(tài)僅作用在所選擇的字線與位元寫入線周圍。