相变存储器(PCM)与存储器技术的比较分析

       相变存储器(PCM)是新一代非挥发性存储器技术。透过比较PCM与现有的SLC和MLC NAND快闪存储器以及硬碟驱动器(HDD) 和固态硬碟(SSD)等系统解决方案，*估PCM的相对成本、效能和可靠度，可以了解PCM适用于哪里些应用领域，以及这项新技术的潜在价值。

　　当探讨PCM在存储器领域的定位时，必须注意其为具有重要优势的补充技术 (特别是当系统需求是重要的考虑因素的情况)，而非替代其它存储器的储存技术。不论是作为RAM还是NAND快闪存储器的补充，只要使用适量的PCM就能改进企业级计算机和电子商务等高端应用的可靠度和处理效能。

　　PCM是利用材料中的可逆相态变化来储存信息的非挥发性存储器。物质以多种相态存在，如固态、液态、气态、凝结和离子。PCM 依赖于材料在不同相变时所表现出来的不同的电阻率特性。恒忆的PCM采用一种由锗、锑和碲三种元素组成的叫做GST的合金材料(Ge2Sb2Te5)。在非结晶状态时，GST合金的分子结构杂乱无序，因而电阻率也较高。相比之下，在晶体状态时，GST的分子结构整齐有序，电阻率相对较低。PCM的技术基础就是利用材料电阻率在两个相态之间的差异性。透过注入电流，可在材料局部产生强烈的焦耳热效应，引发相态变化。透过调整电压大小和施加的电流时长，可以调整最终的材料相态。

　　PCM有一些有趣的特性：如同NOR和NAND快闪存储器，PCM也是非挥发性存储器技术之一，因此保存资料并不需要重启电源。PCM 具备位元可修改功能，存储器保存的信息可以从1切换到0或者从0切换到1，无需单独的抹除步骤。PCM的特点是随机读取时间短。这个特性使处理器可直接从存储器执行代码，无需把代码复制到RAM的中间过程。PCM读取延时与每单元中任一位元的NOR快闪存储器相当，而读取效能则可与DRAM存储器媲美。PCM的写入速度可达到NAND快闪存储器的水平，因为不需要单独的抹除步骤，PCM的写入延时更短。相比之下，NOR快闪存储器的写入速度中等，但是抹除操作时间较长。