MRAM是指以磁电阻性质来存储数据的随机存储器，它采用磁化的方向不同所导致的磁电阻不同来记录0和1，只要外部磁场不改变，磁化的方向就不会变化。不像DR AM为了耍保持数据需 i I ： 电流不断流动，MR A M不需要刷新的操作。从原理上来看。MRAM的莆复凄写次数近乎无限次，片读取和写入速度接近S R A M。   同时，MRAM的存储元小，存储容量上呵与DR A M十 u 比拟 此外，穿隧式磁电阻材料有半导体材料所不具有的电阻值火的特点，使得其组件的功耗低。

　　MRAM兼具非易失、高速度、高密度、低耗等各种优良特性，所以被认为是电子设备中的理想存储器。另外，MRAM由于是金属材料为主，因此抗辐射能力远较半导体材料强 。

　　与现有的静态存储器SRAM、动态存储器DR AM和快闪存储器 F l a s h相比，MRAM性能都足非常的。

　　MRAM所带来的另一个好处：允许将多种存储器功能集成到一个芯片上，从而削减对多个仔储器的需求、相应的成体和设备的大小．降低系统的复杂性 ，提高成本效益并延长电池寿命。

　　MRAM足大多数手机 、 移动设备、膝上机、PC等数字产品的存储器的潜在替代产品。从MRAM芯片技术的特性上来看，可以预计它将能解决包括计算机或手机启动慢、数据丢失、数据装载缓慢、电池寿命短等问题，明显改变消费者使用电子没备的方式．

　　MRAM 之所以具有这样的性能，是由于与传统的 RAM 不同，它是靠磁场极化的形式，而不是靠电荷的形式来保存数据的。MRAM 的存储单元的结构如图 2 所示，它由三个层面构成，最上面的成为自由层，中间的是隧道栅层，下面的是固定层。自由层的磁场极化方向是可以改变的，而固定层的磁场方向固定不变。当自由层与固定层的磁场方向平行时，存储单元呈现低电阻；当磁场方向相反时，呈现高电阻。MRAM通过检测存储单元电阻的高低，来判断所存储的数据是 0还是1。

　　图 3 更加清楚地展示了 MRAM 存储单元的结构和读写方法。图中下方左侧是一个晶体管，当它导通时，电流可流过存储单元 MTJ(磁性隧道结)，通过与参考值进行比较，判断存储单元阻值的高低，从而读出所存储的数据。当晶体管关断时，电流可流过编程线 1 和编程线 2(图中 Writeine 1 和 Write Line 2)，在它们所产生的编程磁场的共同作用下，使自由层的磁场方向发生改变，从而完成编程的操作。

　　实现 MRAM 可靠存储的一个主要障碍是较高的位干扰率。对目标存储单元进行编程时，非目标单元中的自由层可能会被误编程。目前研究人员已经成功解决了此问题。写入线1 和写入线2上的脉冲电流产生旋转磁场，只有它们共同作用的单元才会发生磁化极性的改变，从而不会干扰相同行或列的其它位单元。

　　要进一步隔离非目标单元，使其不受干扰，飞思卡尔半导体还使用镀层包裹内部铜线的三个侧面。此镀层将磁场强度引向并集中到目标单元。这使得可以使用低得多的电流进行编程，并隔离磁场周边的通常会遭到干扰的单元。

　　大批量生产 MRAM 设备的另一个难题是由于极薄的 AlOx 隧道结。AlOx 结厚度上的微小变化都会导致位单元电阻的很大改变。如今的半导体技术已经解决了这一问题，从而实现了在整个晶圆表面上以及整个批量上，都能产生一致的隧道结。