PCM(phase change memory)是相变存储器,利用硫族化合物在晶态和非晶态巨大的导电性差异来存储数据的。
初次听到"相变"这个词,很多读者朋友会感到比较陌生.其实,相(phase)是物理化学上的一个概念,它指的是物体的化学性质完全相同,但是物理性质发生变化的不同状态.例如水有三种不同的状态,水蒸气(汽相),液态水(液相)以及固态水(固相)。物质从一种相变成另外一种相的过程叫做‘相变’例如水从液态转化为固态。
在很多物质中相变不是大家想象的只有气,液,固,三相那么简单。例如我们这里介绍的相变存储器就是利用特殊材料在晶态和非晶态之间相互转化时所表现出来的导电性差异来存储数据的。所以我们称之为相变存储器。
PCM特点
一位可变
如同RAM或EEPROM,PCM可变的最小单元是一位。闪存技术在改变储存的信息时要求有一步单独的擦除步骤。而在一位可变的存储器中存储的信息在改变时无需单独的擦除步骤,可直接由1变为0或由0变为1。
非易失性
相变存储器如NOR闪存与NAND闪存一样是非易失性的存储器。RAM需要稳定的供电来维持信号,如电池支持。DRAM也有称为软错误的缺点,由微粒或外界辐射导致的随机位损坏。早期Intel进行的兆比特PCM存储阵列能够保存大量数据,该实验结果表明PCM具有良好的非易失性。
读取速度
如同RAM和NOR闪存,PCM技术具有随机存储速度快的特点。这使得存储器中的代码可以直接执行,无需中间拷贝到RAM。PCM读取反应时间与最小单元一比特的NOR闪存相当,而它的的带宽可以媲美DRAM。相对的,NAND闪存因随机存储时间长达几十微秒,无法完成代码的直接执行。
写入/擦除速度
PCM能够达到如同NAND的写入速度,但是PCM的反应时间更短,且无需单独的擦除步骤。 NOR闪存具有稳定的写入速度,但是擦除时间较长。PCM同RAM一样无需单独擦除步骤,但是写入速度(带宽和反应时间)不及RAM。随着PCM技术的不断发展,存储单元缩减,PCM将不断被完善。
缩放比例
缩放比例是PCM的第五个不同点。NOR和NAND存储器的结构导致存储器很难缩小体型。这是因为门电路的厚度是一定的,它需要多于10V的供电,CMOS逻辑门需要1V或更少。这种缩小通常被成为摩尔定律,存储器每缩小一代其密集程度提高一倍。随着存储单元的缩小,GST材料的体积也在缩小,这使得PCM具有缩放性。
相变存储器是一种很有发展前景的存储技术,近年来再次引起了研究人员的注意。相变存储器利用可逆的相变现象,通过两相间的阻抗差异来存储信息。Numonyx的早期工作和取得的进展,将该技术推向了可读写存储领域的前沿。相变存储器集成了NOR闪存、NAND闪存、EEPROM和RAM的特性于一体,这些功能连同存储系统低耗用的潜能,将能够在广泛地创造出新的应用和存储架构。