新研究成果預(yù)示“相變”內(nèi)存的前景一片光明，該內(nèi)存的處理速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于閃存，并且尺寸也比閃存小得多，從而使未來高密度“非易失性”存儲器以及功能更強(qiáng)大的電子設(shè)備的出現(xiàn)成為可能。非易失性存儲器無需利用電力來保存信息。通過將非易失性與優(yōu)異性能以及可靠性完美結(jié)合起來，相變技術(shù)還為面向移動應(yīng)用的通用存儲器開辟了道路。

計(jì)算機(jī)存儲單元通過在兩種易辨狀態(tài)(數(shù)字“0”或“1”)間迅速轉(zhuǎn)換的架構(gòu)存儲信息。當(dāng)前的大多數(shù)存儲器都是根據(jù)微小的存儲單元的有限區(qū)域中有無電荷來記錄數(shù)據(jù)的。業(yè)界處理速度最快和最經(jīng)濟(jì)的存儲設(shè)計(jì)分別是采用固有泄漏存儲單元的SRAM(靜態(tài)內(nèi)存)和DRAM(動態(tài)內(nèi)存)，因此，它們需要連續(xù)供電，如果是DRAM，還要不斷刷新。一旦電源中斷，這些“易失性”存儲器就會丟失它們所存儲的信息。

當(dāng)前使用的大多數(shù)閃存都有一個存放電荷的部分——“浮柵”，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是不會泄漏。因此，閃存可保持其存儲的數(shù)據(jù)并且只在讀、寫或擦掉信息時需要供電。這種“非易失性”特征使得閃存被廣泛用于以電池供電的便攜式電子設(shè)備中。非易失性數(shù)據(jù)保留也是一般計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一大優(yōu)勢，但是在閃存上寫入數(shù)據(jù)要比在DRAM或SRAM上寫入數(shù)據(jù)慢上千倍。而且，閃存存儲單元在被寫過大約10萬次以后就會降質(zhì)并且變得不再可靠。這對于許多消費(fèi)應(yīng)用來說并不是問題，但對那些必須頻繁重寫的應(yīng)用，如計(jì)算機(jī)主存儲器或網(wǎng)絡(luò)的緩沖存儲器或存儲系統(tǒng)來說，這將會帶來問題。閃存在未來面臨的第三個問題是，按照摩爾定律，現(xiàn)有的存儲單元設(shè)計(jì)在進(jìn)入45納米制程時，很難繼續(xù)保持非易失性特性。

由IBM、旺宏和奇夢達(dá)共同取得的相變存儲器成果極其重要，因?yàn)樗粌H推出了一種新型非易失性相變材料(轉(zhuǎn)換速度比閃存快500倍，功耗不到閃存的一半)，最重要的是，當(dāng)其尺寸縮小為至少22納米時，依然可實(shí)現(xiàn)這些性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先浮柵閃存。

該相變存儲器的核心是一小片半導(dǎo)體合金膜，它可以在有序的、具有更低電阻的結(jié)晶相位與無序的、具有更高電阻的非結(jié)晶相位之間快速轉(zhuǎn)換。因?yàn)闊o需電能來保持這種材料的任意一種相位，所以，相變存儲器是非易失性的。

該材料的相位是由用來加熱該材料的電脈沖的幅度和持續(xù)時間設(shè)定的。當(dāng)材料被加熱至高于熔點(diǎn)時，合金的高能原子就會到處移動，進(jìn)行隨機(jī)排列。突然停止電脈沖會使原子定格在隨機(jī)的非結(jié)晶相位。用大約10納秒的時間慢慢停止脈沖，原子將有足夠的時間重新排列為它們優(yōu)先選擇的有序結(jié)晶相位。

新型存儲器材料是一種鍺銻合金 (GeSb)，在其中還加入(摻入)了少量其它元素以加強(qiáng)其性能。模擬研究使得研究人員可以微調(diào)和優(yōu)化該材料的性能，并且研究其結(jié)晶行為。