Ferroelektryczna pamięć o dostępie swobodnym (FRAM lub FeRAM) to wyspecjalizowany rodzaj półprzewodnikowego nośnika danych do zastosowań komputerowych. Różni się od zwykłej pamięci RAM używanej w większości komputerów osobistych tym, że jest nieulotna, co oznacza, że zachowuje przechowywane w niej dane po wyłączeniu zasilania urządzenia, co nie jest prawdą w przypadku standardowej dynamicznej pamięci RAM (DRAM). Unikalne właściwości materiału, z którego wykonana jest pamięć FRAM, nadają jej naturalny stan ferroelektryczny, co oznacza, że ma wbudowaną polaryzację, która umożliwia półtrwałe przechowywanie danych bez konieczności zasilania. Ta naturalna polaryzacja oznacza, że FRAM ma niski poziom zużycia energii w porównaniu ze standardową DRAM.
Dane na chipie FRAM można również zmienić, stosując pole elektryczne do zapisywania do nich nowych informacji, co daje pewne podobieństwo do pamięci Flash RAM i programowalnych chipów pamięci w wielu typach skomputeryzowanych maszyn przemysłowych, znanych jako programowalna pamięć tylko do odczytu z wymazywalną elektrycznie (EEPROM). Główną wadą pamięci FRAM jest to, że gęstość przechowywania danych jest znacznie mniejsza niż w przypadku innych typów pamięci RAM i jest trudniejsza do wyprodukowania, ponieważ warstwa ferroelektryczna może łatwo ulec degradacji podczas produkcji chipów krzemowych. Ponieważ ferroelektryczna pamięć RAM nie może pomieścić dużej ilości danych i byłaby kosztowna w przypadku aplikacji wymagających dużej ilości pamięci, jest najczęściej używana w przenośnych urządzeniach opartych na komputerach, takich jak karty inteligentne połączone z systemami bezpieczeństwa, aby wejść do budynków i identyfikator częstotliwości radiowej tagi (RFID) używane w produktach konsumenckich do śledzenia zapasów.
Materiałem najczęściej używanym do produkcji ferroelektrycznej pamięci RAM od 2011 roku jest tytanian cyrkonianowo-ołowiowy (PZT), chociaż historia technologii sięga jej powstania w 1952 roku i pierwszej produkcji pod koniec lat 1980-tych. Architektura układu FRAM opiera się na modelu, w którym kondensator magazynujący jest połączony z tranzystorem sygnalizacyjnym, tworząc jedną programowalną komórkę metalizacyjną. Materiał PZT w ferrorelectric RAM jest tym, co daje mu możliwość przechowywania danych bez dostępu do zasilania. Chociaż architektura jest oparta na tym samym modelu co DRAM i oba przechowują dane jako ciągi binarne zer i jedynek, tylko ferroelektryczna pamięć RAM ma pamięć zmiany fazy, w której dane są osadzone na stałe, dopóki przyłożone pole elektryczne nie usunie ich lub nadpisze. W tym sensie ferroelektryczna pamięć RAM działa w taki sam sposób, jak pamięć flash lub układ EEPROM, z tym wyjątkiem, że prędkość odczytu-zapisu jest znacznie większa i może być powtarzana więcej razy, zanim układ FRAM zacznie zawodzić, a poziom zużycia energii jest znacznie niżej.
Ponieważ ferroelektryczna pamięć RAM może mieć szybkość dostępu do odczytu i zapisu 30,000 100,000 razy większą niż standardowy układ EEPROM, a także może działać 1 200 razy dłużej i zużywać tylko 100/3,000,000 energii EEPROM, jest to rodzaj prekursora pamięć toru wyścigowego. Pamięć toru wyścigowego to rodzaj nieulotnej, uniwersalnej pamięci półprzewodnikowej projektowanej w Stanach Zjednoczonych, która może ostatecznie zastąpić standardowe komputerowe dyski twarde i przenośne urządzenia pamięci flash. Oczekuje się, że po komercjalizacji pamięć toru wyścigowego będzie miała prędkość odczytu i zapisu 2011 razy większą niż obecna ferroelektryczna pamięć RAM lub XNUMX XNUMX XNUMX razy większa niż poziom wydajności standardowego dysku twardego w XNUMX roku.