相变化内存原理分析及设计使用技巧

　　_NOR和SRAM

　　_NOR+NAND和SRAM或PSRAM

　　_NOR或NAND+DRAM或移动SDRAM

　　这些系统很少用非挥发性内存保存临时数据，也从来不用RAM保存编码，因为在如果没电RAM就会失去全部内容。相变化内存有助于简化这些配置，保存数据和编码可以只用单一相变化内存芯片或一个PCM数组，在一般情况下就不再需要将非挥发性内存芯片搭配RAM芯片使用。

　　相变化内存还有一个好处，程序员现在只需考虑编码量和数据量，而不必担心编码和数据的储存空间是两个分开的储存区。如果数据储存空间增加几个字节，还可以从编码储存空间“借用”储存空间，这在除相变化内存以外的其它任何拓扑中都是不可能的。

　　相变化内存的工作原理

　　相变化内存有晶体和非晶体两种状态，正是利用这种特殊材料的变化状态决定数据位是1还是0。和利用液晶的方向阻挡光线或传递光线的液晶显示器同样原理，在相变化内存内，储存数据位的硫系玻璃可以允许电流通过(晶态)，或是阻止电流通过(非晶态)。

　　在相变化内存的每个位的位置都有一个微型加热器，通过熔化然后再冷却硫系玻璃，来促进晶体成长或禁止晶体成长，每个位就会在晶态与非晶态之间转换。设定的脉冲信号将温度升高到玻璃熔化的温度，并维持在这个温度一段时间;一旦晶体开始生长，就立即降低温度。一个复位脉冲将温度升高，然后在熔化材料形成晶体前快速降低温度，这个过程在该位位置上产生一个非晶或不导电的材料结构(图2)。

　　加热器的尺寸非常小，能够快速加热微小的硫系材料的位置，加热时间在纳秒量级内，这个特性准许进行快速写入操作、防止读取操作干扰相邻的数据位。此外，加热器的尺寸随着工艺技术节点缩小而变小，因此与采用大技术节点的上一代相变化内存相比，采用小技术节点相变化内存更容易进行写入操作。相变化内存技术的技术节点极限远远小于NAND和NOR闪存(图3)。