54Mバイト/秒のデータ書換えが可能な8MビットQuad SPI FRAMを開発

～高温環境での高速動作を実現した産業用コンピューティング向け不揮発性メモリ～

富士通セミコンダクターメモリソリューション

2022年1月18日 11時07分

富士通セミコンダクターメモリソリューション株式会社は、当社のSPIインターフェースのFRAM製品では最大メモリ容量となる8MビットQuad SPI FRAM「MB85RQ8MLX」のサンプル提供を今月から開始しました。

図1 - MB85RQ8MLXのパッケージ

https://www.fujitsu.com/jp/group/fsm/products/fram/device/qspi-8m-mb85rq8mlx.html

本製品は、105℃の高温環境下においても最大108MHz動作によって54Mバイト/秒での高速データ書換えを実現する不揮発性メモリです。高速でのデータ書換えが要求されるPLC, HMI, RAIDコントローラなどの産業用コンピューティング、データセンター、そして高性能コンピューティング(HPC)用途に最適です。

図2 - 用途例（産業用コンピューティング）

本製品は、1.7V～1.95Vの低電源電圧で動作する、8Mビットの不揮発性メモリです。50MHzで動作するSPIインターフェースのFRAM製品は6.25Mバイト/秒のデータ転送速度ですが、このQuad SPIインターフェースのMB85RQ8MLXは4ビットの入出力ピンと108MHzの動作周波数によって、その8倍以上となる最大54Mバイト/秒でのデータ書込みが可能です。これは、新聞紙40ページ分のテキスト文を0.02秒でメモリに書き込む速さに相当します。

本製品の使用を想定している産業用コンピューティングでは、高速でのデータ処理によって動作中は周囲温度が高くなるため、搭載される電子部品は高温環境での動作保証が必要です。MB85RQ8MLXの最大動作温度は一般品の85℃から105℃に拡張しているため、産業機器向けに最適です。さらに、当社は本製品に加えて、3.3V（2.7V～3.6V）で動作する8MビットQuad SPI FRAMも開発中です。

もし、お客様がバッテリーバックアップSRAMをバッファ用途に使用している場合には、本製品に置き換えることでバッテリーの削減が可能になります。また、FRAMはフラッシュメモリやEEPROMといった不揮発性メモリと比べて「高速書込み」、「高書換え耐性」、「低消費電力」の特長で優位性をもつ不揮発性メモリです。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FRAMによって解決できる場合があります。

図3 - お客様の課題と解決案

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大きい
解決案：　高書換え耐性のFRAMにより、ウェアレベリングの開発工数が不要

２）EEPROMをご使用の場合
課　題：　データの書込み時間が長い
解決案：　高速動作のFRAMにより、データ書込み時間の短縮が可能

３）SRAMをご使用の場合
課　題：　バッテリーの使用によりコストが増える
解決案：　54MB/秒の転送速度をもつFRAMへの置き換えで、バッテリー削減が可能

今回、MB85RQ8MLXの開発により、8Mビットの容量をもつ当社のメモリ製品は3種類になりました。
お客様のアプリケーションは多岐に渡るため、メモリ容量が同じでも必要とする特長はそれぞれ違います。そのような多様な要求に応えた結果として、3種類の8Mビットメモリ製品を提供しています。
当社は、今後ともお客様のアプリケーションの機能を向上させるためのメモリ開発を続けていきます。

図4 - 8Mビットメモリ製品ファミリー

主な仕様

・製品名：　MB85RQ8MLX
・容量(メモリ構成)：　8Mビット（1M x 8ビット）
・インターフェース：　SPIインターフェース（SPI, Dual SPI, Quad SPI）
・動作電源電圧：　1.7V～1.95V
・動作温度範囲：　-40℃～＋105℃
・書込み/読出し保証回数：　10兆回
・パッケージ：　16ピンSOP
・低消費電力：　動作電流(最大)　18mA
　　　　　　　　スタンバイ電流(最大)　180µA