Интернет магазин китайских планшетных компьютеров

Компьютеры - Память с изменением фазового состояния - PRAM и Flash

Наиболее интересным вопросом является время переключения, затрачиваемое PRAM, и другими заменителями флеш-памяти. Чувствительность PRAM к температуре, возможно, является самой заметной проблемой, решение которой может потребовать изменений в производственном процессе у поставщиков, заинтересованных в технологии.

Флеш-память работает за счет изменения уровня заряда, хранимого внутри за затвором МОП-транзистора. Затвор создается со специальным «стеком», разработанным для удерживания заряда. Наличие заряда внутри затвора изменяет пороговое напряжение транзистора , делая его выше или ниже, означая 1 или 0, к примеру. Изменение состояния битов требует сброса накопленного заряда, что в свою очередь требует относительно высокого напряжения для «вытягивания» электронов из плавающего затвора. Такой скачок напряжения обеспечивается за счет подкачки заряда, что требует некоторого времени для накопления энергии.. Общее время записи для распространенных флеш-устройств составляет порядка 1 мс, что примерно в 100,000 раз выше обычного времени считывания в 10 нс для SRAM, к примеру.

PRAM может предложить существенно более высокую производительность в областях, требующих быстрой записи, за счет того, что элементы памяти могут быстрее переключаться, а также благодаря тому, что значение отдельных битов можно изменить на 1 или 0 без предварительного стирания целого блока ячеек. Высокая производительность PRAM, которая в тысячу раз быстрее, чем обычные жесткие диски, делает её чрезвычайно интересной с точки зрения энергонезависимой памяти, производительность которой в настоящее время ограничена временем доступа.

Кроме того, каждое применение напряжения вызывает необратимую деградацию ячеек флеш-памяти. По мере увеличения размера ячейки, урон от программирования растет из-за требуемой программой подачи напряжения, которое не изменяется в соответствии с размерностью процесса литографии. Большинство флеш-устройств обладают порядка 10,000 — 100,000 циклов записи на сектор, а большинство флеш-контроллеров выполняют распределение нагрузки для распределения операций записи по множеству физических секторов, так чтобы нагрузка на каждый отдельно взятый сектор была небольшой.

PRAM-устройства также деградируют по мере использования, но по другим причинам нежели флеш-память, причем деградация происходит гораздо медленнее. PRAM-устройство может выдержать порядка 100 миллионов циклов записи. Время жизни чипа PRAM ограничено механизмами, вроде деградации из-за расширения GST при нагревании во время программирования, смещения металлов, а также пока ещё неисследованных факторов.

Части флеш-памяти могут быть запрограммированы до припаивания к плате, или могут даже быть приобретены заранее запрограммированными. Содержимое PRAM, напротив, теряется при высокой температуре, необходимой при припаивании устройства к плате. Это ухудшает устройство с точки зрения экологии производства. Производитель, использующий части PRAM, должен обеспечивать механизм для программирования чипов PRAM уже «в системе», то есть после их припаивания к плате.

Специальные затворы, используемые в флеш-памяти, допускают со временем «утечки» заряда, вызывая повреждение и потерю данных. Сопротивление в элементах памяти PCM является более стабильным; при нормальной рабочей температуре в 85 °C предполагается хранение данных сроком более 300 лет.

За счет тщательной настройки величины заряда, хранимого на затворе, флеш-устройства могут хранить несколько бита в каждой физической ячейке. Это эффективно удваивает плотность памяти, снижая её стоимость. PRAM-устройства первоначально хранили лишь один бит на ячейку, но последние достижения Intel позволили обойти эту проблему.

Так как флеш-устройства используют удержание электронов для хранения информации, то они подвержены повреждениям данных из-за радиации, что делает их непригодными использованию в космической и военной областях. PRAM демонстрирует более высокую устойчивость к радиации.

Переключатели ячеек PRAM могут использовать широкий диапазон устройств: диоды, биполярные транзисторы или N-МОП-транзисторы. Применение диода или биполярного транзистора обеспечивает наибольшую величину тока для данного размера ячейки. Однако, проблема с использованием диода возникает из-за паразитных токов в соседних ячейках, равно как и более высоких требований к напряжению. Сопротивление халькогенидов необходимо повысить, что влечет за собой использование диода, так как рабочее напряжение должно значительно превышать 1 В для гарантии достаточного исхода тока от диода. Возможно, наиболее важная значимость использования массива переключателей на основе диодов заключается в абсолютной склонности к обратной утечке тока из лишних линий битов. В транзисторных массивах только нужные линии битов допускают сток заряда. Различия в стоке заряда колеблются в районе нескольких порядков. Дальнейшая проблема с масштабированием ниже 40 нм является эффектом определённых примесей, так как связь типа p-n значительно снижает область действия.