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Memoria de cambio de fase, P-RAM

Memoria de cambio de fase, P-RAM


La memoria de acceso aleatorio de cambio de fase, P-RAM, es una forma de memoria no volátil o almacenamiento de computadora que es más rápida que la tecnología de memoria Flash, mucho más utilizada.

Se puede hacer referencia a la memoria de cambio de fase por varios nombres que incluyen P-RAM o PRAM, PC-RAM, RAM de cambio de fase y posiblemente más.

La memoria de cambio de fase se basa en una técnica conocida como memresitor que inicialmente fue desarrollada por Hewlett Packard.

Ahora, varios otros fabricantes han utilizado la memoria de cambio de fase y es probable que se use cada vez más. La memoria de cambio de fase se considera un avance significativo y es probable que se convierta en uno de los formatos principales para la memoria de semiconductores en el futuro.

Conceptos básicos de la memoria de cambio de fase

La memoria de cambio de fase, PCM o la memoria de acceso aleatorio de cambio de fase, P-RAM, explota la propiedad única de una sustancia llamada vidrio calcogenuro.

El P-RAM aprovecha el hecho de que el vidrio calcogenuro cambia entre dos estados, policristalino y amorfo por el paso de una corriente que produce calor al pasar por una celda. Esto da lugar al cambio de fase de nombre, ya que la sustancia cambia entre los dos estados o fases.

En estado amorfo, el material demuestra un alto nivel de resistencia y también una baja reflectividad.

En estado policristalino el material tiene una estructura cristalina regular, y esto se manifiesta en un cambio de propiedades. En este estado tiene resistencias bajas ya que los electrones pueden moverse fácilmente a través de la estructura cristalina y también exhibe una alta reflectividad.

Para el almacenamiento de cambio de fase / RAM de cambio de fase, lo que interesa es el nivel de resistencia. Los circuitos alrededor de la celda detectan el cambio en la resistencia ya que los dos estados tienen una resistencia diferente y, como resultado, detecta si un "1" o un "0" se almacena en esa ubicación.

El cambio de fase entre los dos estados del calcogenuro se produce mediante un calentamiento localizado provocado como resultado de la corriente inyectada durante un período de tiempo. La fase final del material está modulada por la magnitud de la corriente inyectada y el tiempo de la operación.

Un elemento resistivo proporciona el calentamiento: se extiende desde un electrodo inferior hasta la capa de calcogenuro. La corriente que pasa a través del elemento calentador resistivo proporciona calor que luego se transfiere a la capa de calcogenuro.


EstadoPropiedades
Amorfo• Orden atómico de corto alcance
• Alta reflectividad
• Alta resistencia
Policristalino• Orden atómico de largo alcance
• Baja reflectividad
• Baja resistencia

Además, los desarrollos recientes de la tecnología han logrado dos estados adicionales, duplicando efectivamente el almacenamiento de un dispositivo de tamaño dado.

La ventaja de la tecnología de cambio de fase es que el estado permanece intacto cuando se quita la energía del dispositivo, lo que lo convierte en una forma de almacenamiento no volátil.

Ventajas y desventajas de la memoria de cambio de fase

La memoria de acceso aleatorio de cambio de fase, P-RAM ofrece una serie de ventajas significativas para el almacenamiento de datos sobre su principal competidor, que es la memoria Flash:

Ventajas de la memoria de cambio de fase:

  • No volátil: La RAM de cambio de fase es una forma de memoria no volátil, es decir, no requiere energía para retener su información. Esto le permite competir directamente con la memoria flash.
  • Poco alterable: Similar a RAM o EEPROM, P-RAM / PCM es lo que se denomina bit alterable. Esto significa que la información se puede escribir directamente sin necesidad de un proceso de borrado. Esto le da una ventaja significativa sobre Flash, que requiere un ciclo de borrado antes de que se puedan escribir nuevos datos.
  • Rendimiento de lectura rápida: RAM de cambio de fase, P-RAM / PCM presenta tiempos de acceso aleatorio rápidos. Esto tiene la ventaja de que permite la ejecución de código directamente desde la memoria, sin necesidad de copiar los datos a la RAM. La latencia de lectura de P-RAM es comparable a un bit por celda NOR flash, mientras que el ancho de banda de lectura es similar al de DRAM
  • Escalabilidad: Para el futuro, la escalabilidad de P-RAM es otra área en la que podría proporcionar ventajas, aunque esto aún no se ha realizado. El razonamiento es que las variantes flash NOR y NAND se basan en estructuras de memoria de puerta flotante, que son difíciles de reducir. Se encuentra que a medida que se reduce el tamaño de la celda de memoria, se reduce el número de electrones almacenados en la puerta flotante y esto hace que la detección de estas cargas más pequeñas sea más difícil de detectar de manera confiable. P-RAM no almacena carga, sino que depende de un cambio de resistencia. Como resultado, no es susceptible a las mismas dificultades de escala.
  • Rendimiento de escritura / borrado: El rendimiento de borrado de escritura de P-Ram es muy bueno, ya que tiene velocidades más rápidas y menor latencia que el flash NAND. Como no se requiere un ciclo de borrado, esto ofrece una mejora significativa general con respecto al flash.

Desventajas de la memoria de cambio de fase:

  • Viabilidad comercial: A pesar de las muchas afirmaciones sobre las ventajas de P-RAM, pocas empresas han podido desarrollar chips que se hayan comercializado con éxito.
  • Almacenamiento de varios bits por celda de Flash: La capacidad de Flash para almacenar y detectar múltiples bits por celda todavía le da a Flash una ventaja de capacidad de memoria sobre P-RAM. Aunque P-RAM / PCM tiene ventajas en la posible escalabilidad para el futuro.

Al considerar el uso de la memoria de cambio de fase, es necesario considerar tanto las ventajas como las desventajas.

La memoria de cambio de fase ha sido introducida por varios fabricantes, pero todavía no se usa ampliamente, ya que muchos desarrolladores pueden ser cautelosos con una nueva tecnología como esta. Sin embargo, la memoria de cambio de fase, PCM tiene algunas ventajas distintas que ofrecer en varias ocasiones.

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