相變存儲�(PCM)是一種非易失存儲�(shè)�,它利用材料的可逆轉(zhuǎn)的相變來存儲信息。同一物質(zhì)可以在諸如固體、液�、氣體、冷凝物�等離�體等狀�(tài)下存�,這些狀�(tài)都稱為相。相變存儲器便是利用特殊材料在不同相間的電阻差異�(jìn)行工作的�
相變存儲器利用的是兩相間的阻抗差。由電流注入�(chǎn)生的劇烈的熱量可以引�(fā)材料的相�。相變后的材料性質(zhì)由注入的電流、電壓及操作時間決定�
二十世紀(jì)五十年代至六十年代,Dr. Stanford Ovshinsky開始研究無定形物�(zhì)的性質(zhì)。無定形物質(zhì)是一類沒有表�(xiàn)出確定、有序的�(jié)晶結(jié)�(gòu)的物�(zhì)�1968年,他發(fā)�(xiàn)某些玻璃在變相時存在可逆的電阻系數(shù)變化�1969�,他又發(fā)�(xiàn)激光在光學(xué)存儲介質(zhì)中的反射率會�(fā)生響�(yīng)的變化�1970�,他與他的妻子Dr. Iris Ovshinsky共同建立的能量轉(zhuǎn)換裝置(ECD)公�,發(fā)布了他們與Intel的Gordon Moore合作的結(jié)��1970�9�28日在Electronics�(fā)布的這一篇文章描述了世界上�256位半�(dǎo)體相變存儲器�
�30年后,能量轉(zhuǎn)換裝置(ECD)公司與Micron Technology前副主席Tyler Lowery建立了新的子公司Ovonyx。在2000�2月,Intel與Ovonyx�(fā)表了合作與許可協(xié)�,此份協(xié)議是�(xiàn)代PCM研究與發(fā)展的開端�2000�12�,STMicroelectronics(ST)也與Ovonyx開始合作。至2003�,以上三家公司將力量集中,避免重�(fù)�(jìn)行基�(chǔ)�、競爭的研究與發(fā)�,避免重�(fù)�(jìn)行延伸領(lǐng)域的研究,以加快此項技�(shù)的�(jìn)展�2005�,ST與Intel�(fā)表了它們建立新的閃存公司的意圖,新公司名為Numonyx�
�1970年份�(chǎn)品問世以后的幾年�,半�(dǎo)體制作工藝有了很大的�(jìn)展,這促�(jìn)了半�(dǎo)體相變存儲器的發(fā)�。同時期,相變材料也愈加完善以滿足在可重�(fù)寫入的CD與DVD中的大量使用。Intel開發(fā)的相變存儲器使用了硫?qū)倩铮–halcogenides),這類材料包含元素周期表中的氧/硫族元素。Numonyx的相變存儲器使用一種含�、銻、碲的合成材料(Ge2Sb2Te5),多被稱為GST?,F(xiàn)今大多數(shù)公司在研究和�(fā)展相變存儲器時都都使用GST或近似的相關(guān)合成材料。今天,大部分DVD-RAM都是使用與Numonyx相變存儲器使用的相同的材��
相變�?qū)倩镌谟蔁o定形相轉(zhuǎn)向結(jié)晶相時會表現(xiàn)出可逆的相變�(xiàn)�。在無定形相,材料是高度無序的狀�(tài),不存在�(jié)晶體的網(wǎng)格結(jié)�(gòu)。在此種狀�(tài)�,材料具有高阻抗和高反射�。相反地,在�(jié)晶相,材料具有規(guī)律的晶體�(jié)�(gòu),具有低阻抗和低反射率�
一位可�
如同RAM或EEPROM,PCM可變的最小單元是一位。閃存技�(shù)在改變儲存的信息時要求有一步單獨的擦除步驟。而在一位可變的存儲器中存儲的信息在改變時無需單獨的擦除步�,可直接�1�?yōu)?或由0�?yōu)?�
非易失�
相變存儲器如NOR閃存與NAND閃存一樣是非易失性的存儲器。RAM需要穩(wěn)定的供電來維持信�,如電池支持。DRAM也有稱為軟錯誤的缺點,由�?;蛲饨巛椛鋵?dǎo)致的隨機(jī)位損壞。早期Intel�(jìn)行的兆比特PCM存儲陣列能夠保存大量�(shù)�(jù),該實驗�(jié)果表明PCM具有良好的非易失��
讀取速度
如同RAM和NOR閃存,PCM技�(shù)具有隨機(jī)存儲速度快的特點。這使得存儲器中的代碼可以直接�(zhí)�,無需中間拷貝到RAM。PCM讀取反�(yīng)時間與最小單元一比特的NOR閃存相當(dāng),而它的的帶寬可以媲美DRAM。相對的,NAND閃存因隨�(jī)存儲時間長達(dá)幾十微秒,無法完成代碼的直接�(zhí)��
寫入/擦除速度
PCM能夠�(dá)到如同NAND的寫入速度,但是PCM的反�(yīng)時間更短,且無需單獨的擦除步驟。NOR閃存具有�(wěn)定的寫入速度,但是擦除時間較長。PCM同RAM一樣無需單獨擦除步驟,但是寫入速度(帶寬和反應(yīng)時間)不及RAM。隨著PCM技�(shù)的不斷發(fā)�,存儲單元縮�,PCM將不斷被完善�
縮放比例是PCM的第五個不同點。NOR和NAND存儲器的�(jié)�(gòu)�(dǎo)致存儲器很難縮小體型。這是因為門電路的厚度是一定的,它需要多�10V的供電,CMOS邏輯門需�1V或更�。這種縮小通常被成為摩爾定�,存儲器每縮小一代其密集程度提高一�。隨著存儲單元的縮小,GST材料的體積也在縮�,這使得PCM具有縮放��
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