相變化內(nèi)存原理分析及設計使用技巧

　　_NOR和SRAM

　　_NOR+NAND和SRAM或PSRAM

　　_NOR或NAND+DRAM或移動SDRAM

　　這些系統(tǒng)很少用非揮發(fā)性內(nèi)存保存臨時數(shù)據(jù)，也從來不用RAM保存編碼，因為在如果沒電RAM就會失去全部內(nèi)容。相變化內(nèi)存有助于簡化這些配置，保存數(shù)據(jù)和編碼可以只用單一相變化內(nèi)存芯片或一個PCM數(shù)組，在一般情況下就不再需要將非揮發(fā)性內(nèi)存芯片搭配RAM芯片使用。

　　相變化內(nèi)存還有一個好處，程序員現(xiàn)在只需考慮編碼量和數(shù)據(jù)量，而不必擔心編碼和數(shù)據(jù)的儲存空間是兩個分開的儲存區(qū)。如果數(shù)據(jù)儲存空間增加幾個字節(jié)，還可以從編碼儲存空間“借用”儲存空間，這在除相變化內(nèi)存以外的其它任何拓撲中都是不可能的。

　　相變化內(nèi)存的工作原理

　　相變化內(nèi)存有晶體和非晶體兩種狀態(tài)，正是利用這種特殊材料的變化狀態(tài)決定數(shù)據(jù)位是1還是0。和利用液晶的方向阻擋光線或傳遞光線的液晶顯示器同樣原理，在相變化內(nèi)存內(nèi)，儲存數(shù)據(jù)位的硫系玻璃可以允許電流通過(晶態(tài))，或是阻止電流通過(非晶態(tài))。

　　在相變化內(nèi)存的每個位的位置都有一個微型加熱器，通過熔化然后再冷卻硫系玻璃，來促進晶體成長或禁止晶體成長，每個位就會在晶態(tài)與非晶態(tài)之間轉(zhuǎn)換。設定的脈沖信號將溫度升高到玻璃熔化的溫度，并維持在這個溫度一段時間;一旦晶體開始生長，就立即降低溫度。一個復位脈沖將溫度升高，然后在熔化材料形成晶體前快速降低溫度，這個過程在該位位置上產(chǎn)生一個非晶或不導電的材料結構(圖2)。

　　加熱器的尺寸非常小，能夠快速加熱微小的硫系材料的位置，加熱時間在納秒量級內(nèi)，這個特性準許進行快速寫入操作、防止讀取操作干擾相鄰的數(shù)據(jù)位。此外，加熱器的尺寸隨著工藝技術節(jié)點縮小而變小，因此與采用大技術節(jié)點的上一代相變化內(nèi)存相比，采用小技術節(jié)點相變化內(nèi)存更容易進行寫入操作。相變化內(nèi)存技術的技術節(jié)點極限遠遠小于NAND和NOR閃存(圖3)。