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相变内存技术解析

相变内存技术(Phase-Change Memory):通常称为PCM技术或相变RAM技术,是通过加热的方法改变硫属化物玻璃(chalcogenide glass)的晶体状态,从而实现信息的存储。
1. 相变内存概述 平常我们所常见的内存,基本都是DRAM(动态随机访问存储器),一旦没有持续的电力,所存储的数据就会立即消失,这就直接导致目前的PC必需经历一段不短的时间进行启动才能正式使用,而无法像其他家电一样即开即用。如果说Intel已经流产的FB-DIMM只不过是一种规格标准,那么相变内存和磁内存则是未来真正的核心技术。按照英特尔官方的解释,“该技术结合了DRAM内存的高速存取和闪存在断电之后仍可以保存信息的优点,因此有望在未来同时取代DRAM和闪存这两种技术。” 2. 相变内存的原理 相变内存实现的原理,是“通过加热的方法改变硫属化物玻璃的晶体状态,从而实现信息的存储。” PCM内存的存储结构由IBM、旺宏和奇梦达共同取得的PCM相变存储器成果极其重要,因为它不仅推出了一种新型非易失性相变材料(转换速度比闪存快500倍,功耗不到闪存的一半),最重要的是,当其尺寸缩小为至少22纳米时,依然可实现这些性能,远远领先浮栅闪存。该相变存储器的核心是一小片半导体合金膜,它可以在有序的、具有更低电阻的结晶相位与无序的、具有更高电阻的非结晶相位之间快速转换。因为无需电能来保持这种材料的任意一种相位,所以,相变存储器是非易失性的。简单的来说,就是一种非易失性DRAM,这是一个同时拥有内存条的存储传输效率,和FLASH存储的非易失性的比较完美的方案。 3. 相变内存的优势 相变内存的优点是,可以在不删除现有数据的情况下写入数据,这比如今的内存更为快捷。同普通的Flash芯片相比,PCM内存的数据写入时间仅为1/500s,写入时的耗电量也不足Flash芯片的1/2。并且IBM称,目前的PCM内存的设计可以在22nm工艺的时候依旧不需要进行很大的修改,其更适应先进制程来制造。IBM同时宣称,从存储密度来说,PCM也更有优势,即使其存储单元面积降低到60平方纳米,其依旧可以完成存储工作。 总而言之,相变内存至少在写入速度、读写寿命和功耗上,与闪存相比具有明显的优势,而与传统内存相比,又具有非易失性的优点,就一旦实现量产,其应用领域而言,前途不可限量。
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