Phase-change geheugen is een relatief nieuw type datadrager, waarvan de eerste prototypes begin 2008 geproduceerd werden. De ontwikkeling gaat echter snel, want recentelijk wisten onderzoekers al de eerste solid-state drive op basis van dit supersnelle, niet-vluchtige geheugen te bouwen, en ook IBM claimt onlangs een doorbraak te hebben gemaakt.
Phase-change geheugen, doorgaans afgekort tot PRAM, wordt als dé opvolger van het huidige flashgeheugen gezien. Het bezit namelijk dezelfde belangrijke eigenschap dat opgeslagen data vastgehouden wordt zonder elektrische spanning. Een groot verschil is echter dat PRAM vele malen sneller is dan flashgeheugen en de geheugencellen bovendien een stuk minder snel 'slijten'. Met name voor zakelijke en industriële toepassingen is dit laatste over het algemeen een doorslaggevende factor.
PRAM bestaat in de basis uit het chemische mengsel chalcogenide. Met behulp van door elektriciteit gegenereerde warmte kan dit vanuit amorfe toestand gekristalleerd worden, om op die manier de binaire waardes '0' en '1' te representeren. Hoewel Numonyx in 2008 al claimde de eerste multi-level cell PRAM-chip te hebben ontwikkeld, waarbij dus meer dan twee stabiele toestanden gebruikt worden om meerdere bits per cel op te slaan, maakte IBM kortgeleden wereldkundig dat het het eerste 'enterprise-grade' MLC PRAM heeft weten te produceren.
Dit is een belangrijke doorbraak die PRAM in de toekomst potentieel een stuk goedkoper zal kunnen maken en commerciële toepassingen dichterbij brengt. Dezelfde ontwikkeling hebben we namelijk ook gezien bij flashgeheugenchips. IBM heeft nu gebruik weten te maken van de 'halve' toestanden tussen de amorfe en kristalvorm in en kan daardoor vier bitcombinaties onderscheiden: '00', '01', '10' en '11'. Omdat niet altijd in één keer de precieze tussentoestand wordt bereikt, implementeerden de onderzoekers een iteratieve schrijfmethode, die net zo lang korte spanningsstoten afgeeft totdat precies het juiste niveau bereikt is.
Ondanks dit relatief tijdrovende schrijfproces, bedraagt de latency voor schrijfacties in het slechtste geval ongeveer 10 microseconden. Dat is maar liefst honderd keer sneller dan het snelste flashgeheugen. De PRAM-geheugencellen zouden tot 10 miljoen keer herschreven kunnen worden, waar flashchips voor de consumentenmarkt doorgaans goed zijn voor 3.000 cycles. IBM demonstreerde de doorbraak door data langdurig in een MLC PRAM-chip, bestaande uit 200.000 cellen geproduceerd op 90 nm, op te slaan. Binnen vijf jaar zouden we de eerste vruchten van het onderzoek mogen verwachten.
Bron: IBM
