相變內存

相變內存是下一代內存（快閃記憶體）技術，英特爾和IBM各自帶領盟友正在展開較量。英特爾公司高層日前表示，其相變內存樣品將在今年二季度提供給設備製造商客戶。

相變內存結合了DRAM內存的高速存取，以及快閃記憶體在關閉電源之後保留數據的特性，被業界視為未來快閃記憶體和內存的替代品。

日前在英特爾公司總部，該公司快閃記憶體業務的首席技術官Doller向新聞界介紹了這種先進的內存技術。他說，從理想的角度說，人們需要一種能夠保存數據的DRAM，而相變內存將滿足這一需求。

相變內存的另外一個優點是，可以在不刪除現有數據的情況下寫入數據，這比如今的內存更為快捷。根據統計，相變內存的功耗只有現有快閃記憶體的一半，但是讀寫速度可以達到快閃記憶體的1000倍。

目前，英特爾公司和意法半導體公司正在聯合研發這種新內存。作為競爭對手的IBM也同奇夢達（來自英飛凌）、美光科技合作，也在進行相關研究。去年9月份，英特爾公司展示了一枚初級的128相變內存晶元樣品，據稱使用90納米工藝製造。（沈維霓編譯）

由IBM等公司合作研發的一種新型相變內存技術，在存儲密度、速度和功耗等方面取得了跳躍式進展．

在存儲密度、速度和功耗等方面取得了跳躍式進展，在未來有望對快閃記憶體或磁硬碟技術帶來挑戰，尤其是將先在音樂播放器、數碼相機等攜帶型設備中取代當前流行的快閃記憶體，並終有一天取代硬碟。

採用該技術製造出的一個原型設備，可以實現500倍於當前快閃記憶體技術的數據讀寫速率，而功耗只是快閃記憶體的一半。它採用的生產工藝達到22nm，比當前最先進的45nm更領先，因此存儲單元的尺寸更加細微。相變內存可以重複寫入10萬次以上，比快閃記憶體更加耐用；此外，相變內存還是比快閃記憶體更加有效和高效的非揮發性內存。

當前的快閃記憶體技術總有一天會因電流泄漏等問題而難以遵循摩爾定律發展下去，相變內存將成為其救星。據悉，該新技術在進入實際應用過程中還面臨著生產工藝和生產成本方面的主要障礙，預計2015年左右會市場化。

內存架構變革 相變內存技術取得突破 據國外媒體報道，英特爾和晶元技術公司Numonyx本周三發布了一項新技術相變內存。這兩家公司稱，這種新技術將使非易失性存儲器突破NAND快閃記憶體的20納米的極限，使加工工藝縮小到5納米，從而更加節省成本。目前他們的64Mb測試芯可以實現單晶元上進行多層堆疊。相比傳統的內存和快閃記憶體技術，PCM相變內存可以寫入單比特或單位元組的數據，而不用以整塊的形式進行，所以在帶寬以及延遲方面，有著更加突出的表現，由於相變內存是非易失性存儲器技術，所以可以在不通電的情況下依然保持數據。

加州大學聖地亞哥分校與鎂光，BEEcube，Xillinx等公司合作，成功製成了一台使用PCM相變內存構造的固態硬碟設備，這種SSD存儲設備的讀寫速度要比現有的SSD硬碟快上6倍，更比現有的常規機械式硬碟快上數千倍。這台存儲設備被命名為Moneta。

PCM相變內存晶元存儲和寫入數據的方法是利用硫族材料遇熱時會在非晶態或結晶態之間變化，從而改變材料的電阻值的特性，在寫入數據時往硫族材料中通以大電流（產生較大熱量），在讀取數據時則只通以數值較小的電流（熱量產生較小）。

這台Moneta機型中使用的是鎂光生產的第一代PCM相變內存晶元。機型的大尺寸數據讀取峰值速度為1.1GB/s，寫入峰值速度為371MB/s。在 讀寫少量數據時（如讀寫512B數據），讀入峰值速度可達327MB/s，寫入速度則可達91MB/s。可見Moneta機型的讀寫性能相比SSD硬碟的 性能提升幅度在1-6倍之間。其讀寫延遲時間更低，而且省電性能也更好，尤其在讀寫大量數據時。

Moneta的第二代產品有望在6-9個月之後準備就緒，類似機型的正式推出上市則可能還要等上幾年時間，這主要是由於與相變內存技術匹配的其它基礎技術 還有需要修改之處。聖地亞哥分校的研究人員Steven Swanson表示：“你可以造出速度更快得多的存儲設備，但是...同時與之配套的管理軟體也必須改寫。過去40多年來，存儲系統的配套軟體都是基於速 度極慢的磁碟技術而設計的。而要想讓基於相變內存技術的存儲設備充分發揮性能優勢，就必須對系統軟體進行徹底的變革。”

Moneta機型將在本月7-8日舉辦的DAC會展儀式上展出。

英特爾研究員和內存技術開發經理AlFazio星期三向記者解釋說，這種技術產生的堆疊內存陣列有可能取代目前DRAM內存和NAND快閃記憶體的一些工作。這種技術甚至能夠讓系統設計師把一些DRAM內存和固態內存的一些存儲屬性縮小到一個內存類。

簡單地說，這個技術能夠使DRAM內存和存儲結合為一個高速的、高帶寬的架構。但是，這個飛躍還有很長的路要走。基於本周三宣布的這種技術的產品還要等許多年才能出現。

Fazio和Numonyx公司高級技術研究員GregAtwood解釋的這項技術突破稱作PCMS（相變內存與開關）的相變內存（PCM）技術的一個進步。這種技術能夠在同一個基本的硫族(元素)化物材料商創建薄膜內存單元機器控制薄膜選擇器，並且在一個交叉點架構上把這些元件組合在一起。

這種新的相變技術也許有一天會把你的內存和存儲融合為一個幸福的家庭。

這種新的薄膜選擇器名為雙向閾值開關，允許把多層的內存/選擇器層放在一個CMOS基礎上，以創建高密度、高帶寬的PCM內存。

這種多層堆疊是這個目標。本周三宣布的技術突破是一種可工作的64MB單層版本的這種新的內存架構。英特爾將在今年12月在馬里蘭州巴爾迪摩舉行的國際電子設備大會上發表一篇論文，正式介紹這種內存架構。

不過，這些多層的新內存目前正在設計圖版上。正如Atwood說的那樣，第一次是難度最大的一層。

太平洋時間2012年7月25日鎂光科技在位於美國愛達荷州的總部宣布，公司已經開始量產面向移動設備領域的相變內存（Phase Change Memory，簡稱PCM）。

目前量產的產品使用45nm製程工藝，規格為1個1Gbit的PCM顆粒與1個512Mbit的LPDDR2 DRAM組成堆疊封裝。目前鎂光該45nm PCM解決方案主要面向功能型手機市場，未來計劃擴展到智能手機和平板電腦領域。

作為鎂光最親密的合作夥伴，Intel也表明了力挺態度。Intel移動通信事業群組副總裁Stefan Butz稱該公司一項站在技術的最先端，在鎂光的PCM技術上看到了廣闊的前景和價值。

根據PCM的技術特點，使用這種存儲方案的設備將擁有更短的啟動時間，更低的功耗=更長的續航以及更強的耐用性。由於PCM斷電后不丟失數據的特性，實際上除輔助DRAM作為內存之外還可替代NOR/NAND快閃記憶體的作用。