一位工程师对着电路图挠头,旁边堆着几块废弃的DRAM芯片,他刚发现新到的PSRAM不仅便宜,还解决了产品续航短的老大难问题。

当全球存储市场在2026年步入所谓“超级周期”,内存供应紧张、价格上涨时,人们开始认真寻找DRAM的替代方案-9

从智能手表到自动驾驶汽车,从家庭路由器到AI服务器,传统DRAM越来越难以满足新一代设备对功耗、容量和成本的综合需求。


01 DRAM的软肋

DRAM(动态随机存取存储器)确实是现代电子设备的核心组件,但它的一些缺点在特定场景下越来越突出。

传统DRAM需要周期性刷新来保持数据,这个过程消耗能源,并且增加了系统设计的复杂性-1

尤其是对于依赖电池供电的物联网设备、可穿戴设备来说,这种能耗问题成为产品续航能力的“致命伤”。DRAM的接口设计相对复杂,需要额外的控制器支持,这也推高了系统成本-1

举个例子,如果你设计一款智能手表,电池容量就那么点大,DRAM的刷新功耗可能会吃掉宝贵的电能,导致用户每天都需要充电。这体验能好吗?说实话,搁谁谁都不乐意。

02 低调的替代者:PSRAM

伪静态随机存取存储器(PSRAM) 正在悄然改变嵌入式领域的存储格局。这种技术有点“聪明”,它内部采用了与DRAM类似的存储结构,但对外部呈现的却是SRAM的简单接口-1

这意味着开发者可以像使用SRAM那样直接接入微控制器,却不需要设计复杂的刷新控制电路。这样一来,硬件设计门槛大大降低了。

对于像智能手表、蓝牙耳机这类空间受限的设备来说,PSRAM不仅省电,还能简化电路设计-1。目前市场上,英飞凌的TRAVEO系列、恩智浦的i.MX RT系列等都已经提供了PSRAM的解决方案-1

更令人振奋的是,国产芯片也在这一领域取得突破。紫光国芯推出的PSRAM产品支持业界最高速度400MHz,传输速率提升至1066Mbps-1

这种DRAM替代方案特别适合那些对成本敏感、又要求较长续航的消费电子产品。像兆易创新的GD32E5系列MCU,就直接集成了4MB的PSRAM,为用户提供了更加便捷的解决方案-1

03 AI时代的高端选择

在AI和高端计算领域,另一种形式的DRAM替代正在上演。高带宽内存(HBM) 已经成为AI训练和高性能计算的标配-3

它通过3D堆叠技术,将多个DRAM芯片像多层建筑一样垂直堆叠,通过硅通孔技术实现芯片间的垂直连接-10

这样做的直接好处是,HBM能够提供传统DRAM难以企及的超高带宽。例如目前的HBM3E单堆栈带宽已达到1.2TB/s,预计HBM4将进一步跃升至2.0TB/s-10

相比传统DRAM,HBM的能耗比降低了约30-50%-10。对耗电量巨大的数据中心来说,这意味着可观的电费节省。

尽管HBM成本高昂,但在AI芯片中它已成为决定性能上限的关键因素。从英伟达的H100到AMD的MI300系列,几乎所有高端AI加速器都采用了HBM技术-3

04 新兴的潜力股

除了PSRAM和HBM,还有其他几种技术也在探索DRAM替代的可能性。高带宽闪存(HBF) 是一种相对较新的概念,它试图结合3D NAND闪存的大容量和HBM的高带宽-5

今年2月,闪迪首次提出HBF概念,定位为“结合3D NAND容量和HBM带宽”的创新产品-5

与基于DRAM的HBM不同,HBF是通过堆叠NAND闪存制成的产品。尽管NAND闪存的速度低于DRAM,但它提供了大约10倍的容量-5

这对于需要处理海量数据的AI应用来说具有特殊意义。想象一下,未来视频生成模型需要处理数TB的中间数据,传统HBM可能容量不够,而HBF通过牺牲部分带宽换取更大容量,正好满足了这类应用的需求-6

SK海力士与闪迪已经签署了开发HBF的谅解备忘录,预计2026年下半年推出首批样品-5。韩国新荣证券预测,到2030年HBF市场规模将达到120亿美元-5

电阻式随机存取存储器(ReRAM) 这样的非易失性存储技术也在快速发展。它能够在断电后保持数据,同时具备低功耗和高速重写的特性-7

2025年10月,北京大学团队成功研制出基于阻变存储器的高精度、可扩展模拟矩阵计算芯片,将模拟计算的精度提升至24位定点精度-7

05 技术比较与选择指南

面对这么多选择,如何为自己的项目挑选合适的DRAM替代方案呢?咱们得实际点,看菜吃饭、量体裁衣。

下面的表格从几个关键维度比较了这些技术,帮你快速理清思路:

特性维度PSRAMHBMHBFReRAM
主要优势接口简单,功耗低,设计容易带宽极高,能效优秀容量巨大,成本相对较低非易失性,能效高
典型容量32-512Mb-1单堆栈最高48GB+-10预计可达768GB-3正在快速发展中
适用场景物联网、可穿戴设备、消费电子AI训练、高性能计算、数据中心AI推理、大容量存储需求场景边缘计算、特殊环境应用
成本考量相对较低,适合成本敏感型应用非常高昂,主要用于高端市场预计介于HBM和传统DRAM之间目前较高,但潜力大

从市场前景来看,HBM增长最为迅猛。根据预测,2026年全球HBM市场规模将同比增长超70%,到2030年,HBM在DRAM营收中的占比将提升至56%-10

而对于普通消费者来说,PSRAM可能是最先感受到的DRAM替代技术,因为它已经广泛应用在智能手表、无线耳机等日常设备中-1


当工程师们为下一代智能手表挑选存储方案时,发现256Mb PSRAM新品已经支持1.8/1.2V双电压和动态变压0.9V的超低功耗模式-1

与此同时,AI服务器正等待HBM4的量产,其带宽将达到前所未有的2.0TB/s-10。而在实验室里,基于阻变存储器的计算芯片正在将模拟计算精度提升至24位定点-7

存储技术的多样化竞赛刚刚拉开序幕。