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 de almacenamiento en computadora que es más rápida que la tecnología de memoria Flash, que es mucho más comúnmente utilizada.

Se puede hacer referencia a la memoria de cambio de fase con varios nombres, incluyendo 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 fue desarrollada inicialmente por Hewlett Packard.

Ahora, la memoria de cambio de fase ha sido adoptada por otros fabricantes y es probable que su uso aumente. La memoria de cambio de fase se considera un avance significativo y es probable que se convierta en uno de los principales formatos de memoria de semiconductores en el futuro.

Memoria De Cambio De Fase, P-RAM

Fundamentos de la memoria de cambio de fase

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

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

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

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En el estado policristalino el material tiene una estructura cristalina regular, y esto se manifiesta en un cambio de propiedades. En este estado tiene una baja resistencia ya que los electrones son fácilmente capaces de moverse 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 célula detectan entonces el cambio de resistencia, ya que los dos estados tienen una resistencia diferente y, como resultado, detecta si un “1” o un “0” se almacena en ese lugar.

El cambio de fase entre los dos estados del chalcogenuro se produce mediante un calentamiento localizado producido como resultado de la corriente inyectada durante un período de tiempo. La fase final del material se modula 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 chalcogenuro. La corriente que pasa a través del elemento calefactor resistivo proporciona calor que luego se transfiere a la capa de calcogenuro.

ESTADO PROPIEDADES
Amorfo – Orden atómico de corto alcance

– Alta reflectividad

– Alta resistencia

Policristalino – Orden atómico de largo alcance

– Baja reflectividad

– Baja resistencia

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

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

Ventajas y desventajas de la memoria de cambio de fase

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 memoria RAM para cambio de fase es una forma no volátil de memoria, es decir, no requiere energía para retener su información. Esto le permite competir directamente con la memoria flash.
  • Pedazo alterable: Similar a la RAM o EEPROM, P-RAM / PCM es lo que se denomina bit-alterable. Esto significa que la información puede ser escrita directamente en ella sin necesidad de un proceso de borrado. Esto le da una ventaja significativa sobre el flash, que requiere un ciclo de borrado antes de que se puedan escribir nuevos datos en él.
  • Rendimiento de lectura rápida: RAM de cambio de fase, P-RAM / PCM presenta rápidos tiempos de acceso aleatorio. 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 la de un solo bit por celda NOR flash, mientras que el ancho de banda de lectura es similar al de DRAM

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  • Escalabilidad: Para el futuro, la escalabilidad del P-RAM es otra área en la que podría proporcionar ventajas, aunque esto aún no se ha realizado. El razonamiento es que tanto las variantes de flash NOR como NAND dependen de estructuras de memoria de puerta flotante, que son difíciles de encoger. Se ha descubierto que a medida que se reduce el tamaño de la célula 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 forma fiable. El P-RAM no almacena la carga, sino que se basa en un cambio de resistencia. Como resultado no es susceptible a las mismas dificultades de escalado.
  • Rendimiento de escritura/borrado: El rendimiento de borrado de escritura de P-Ram es muy bueno teniendo velocidades más rápidas y menor latencia que el flash NAND. Como no se requiere un ciclo de borrado, esto proporciona una mejora general significativa con respecto a la flash.

Desventajas de la memoria de cambio de fase:

  • Viabilidad comercial: A pesar de las muchas afirmaciones sobre las ventajas de la P-RAM, pocas empresas han sido capaces de desarrollar chips que se hayan comercializado con éxito.
  • Almacenamiento de múltiples bits por celda de Flash: La capacidad de Flash para almacenar y detectar múltiples bits por celda sigue dando 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 utiliza ampliamente, ya que muchos desarrolladores pueden ser cautelosos con una nueva tecnología como ésta. No obstante, la memoria de cambio de fase, PCM, tiene algunas ventajas claras que ofrecer en varias ocasiones.

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