相變內存（Phase Change Memory，PCM）是一項以Intel、Numonys和三星等廠商為先驅的新型非易失性技術，可以成為取代閃存的一種低成本、更可靠、更快速和更好的技術。

一些業內人士甚至認為，相變內存具有加速數據存儲市場從硬盤向固態盤過渡的潛力。其中一位就是Numonyx首席技術官Ed Doller。Numonyx是一家由Intel以及ST Microelectronics創建的合資公司。

Doller表示：“PCM是一項非常有前景的閃存替代技術，它將讓整個行業繼續自信地從HDD過渡到SSD。”

仍處于初期階段的PCM

然而，PCM仍然處于試制晶圓的階段，這項技術還要面臨一系列問題。Numonyx和三星公司（三星正在針對Numonyx的PCM產品開發市場規范）什么時候可以交付具有商業價值的產品呢？這種產品的成本是否能夠與閃存在價格方面一較高下？

惠普行業標準服務器產品經理Richard Tomaszewski表示：“PCM具有較高的讀寫速度、低易失性和高存儲密度，能夠彌補NAND閃存的缺點以及傳統硬盤的局限性。因此，有些人認為PCM將成為繼NAND閃存之后的下一代技術。”

不過Tomaszewski表示，還有一些其他非易失性記憶體技術——包括電阻記憶體（RRAM）和自旋極化隨機存取記憶體（STTRAM）——可能成為可行的替代技術。

Tomaszewski表示：“這些技術仍然需要進一步的測試和開發來證明他們是否可靠。高數量和高產出率是成功的技術轉型的關鍵。”

他表示，為了取代現有技術，新技術必須在可靠性、耐用性以及服務壽命等方面與現有技術持平或者更好。

他說，一項新技術從試制晶圓到投入生產可能需要數年時間以便獲得足夠的產量來達到規模可行性并滿足可靠性和耐久性預期。

相變內存到底是什么？

Doller表示，PCM提供了高性能和低能耗，在一個芯片上結合了NOR、NAND和RAM的最佳特性，包括：位可變性、非易失性、高讀取速度、高寫入/擦除速度以及良好的可擴展性。

位可變性：PCM與RAM或者EEPROM類似，都是位可變的——也就是存儲信息可以從1切換到0，或者從0切換到1，不再需要另外的擦除步驟。閃存技術一般都要求擦除步驟以變更信息。

非易失性：PCM是非易失性的，就像NOR閃存和NAND閃存一樣。PCM不要求有持續的供電以保留信息，而RAM是需要的。

讀取性能：與RAM和NOR閃存一樣，PCM也具有高速隨機讀取的特點。這樣可以直接從存儲執行代碼，不需要復制到RAM再執行。PCM的讀取延遲接近于NOR閃存每單元的一個字位，而讀取帶寬則接近DRAM。

寫入/擦除性能：PCM的寫入吞吐速率高于NAND閃存，且延遲更低。這些特性，再加上不需要擦除步驟（位可變性），使PCM具有明顯超出NOR和NAND閃存的性能。

可擴展性：可擴展性是PCM另外一個與眾不同的地方。NOR和NAND閃存都依賴于浮閘內存結構，而這些結構很難縮減。隨著閃存中內存單元不斷縮減，保存在浮閘上的電子數量也在減少。因為PCM不保存電子，所以它不需要面對電子保存擴展問題。

最近，Intel和Numonyx研究人員展示了一個堆疊了多層PCM陣列的64MB測試芯片。這些陣列層提供了達到更高記憶密度的可擴展性，同時保存了較高的性能。

到目前為止，由于采用了尖端的微影技術，NAND閃存技術的成本已經降到了一個非常低的水平，但是究竟它還能降到什么水平，這仍有待關注。這就是為什么很多人在尋找替代技術的原因。

價格目前是NAND閃存的優勢之一

Tomaszewski表示：“惠普認為，現在說誰是最后的贏家還為時尚早。從開發進度來看，PCM似乎是領先于其他技術。但是PCM能否大量生產并在繼續擴展的同時滿足能源、容量、可靠性和耐用性等方面的要求，這還有待考察。”

Objective Analysis固態盤分析師Jim Handy表示，PCM可能成為閃存強有力的競爭對手，因為它與閃存一樣具備更高速度的優點。

盡管PCM增長勢頭愈發明顯，但是Handy認為這項技術的大規模生產和實施要等到幾年之后了，也許還要十年時間。

他說：“目前，內存的制程工藝已經到了34nm，現在需要進一步達到10～12nm。”

Handy表示，PCM所面臨的最大挑戰就是成本。

他說，由于經濟規模不足和研發的局限性，第一代PCM芯片可能比現有DRAM和閃存芯片貴一倍。

Handy指出，東芝最新展示了一款基于10nm制程工藝的NAND閃存原型。

他說，隨著芯片尺寸越來越小，NAND閃存將可以與PCM匹敵。他說：“也許在未來的某個時候，NAND閃存將達到自己的極限，這也將是PCM或者其他競爭技術起飛的時候。”

PCM的承諾：更好的數據保留

Doller表示，PCM承載了許多期待，主要因為它的數據保留和耐用性不是相互制約的。

他表示：“這意味著，不管我們循環使用PCM內存設備100萬次還是僅僅一次，數據保留都是一樣的。”

另外一個讓PCM更易于使用在系統級設計中的現象就是，PCM的“故障”總是發生在寫入過程中的。

Doller表示：“因此，如果我們將數據寫入PCM內存設備中，寫入校驗功能顯示數據不在那里，那么數據就會立即被重新寫入到另外一個位置。與NAND閃存不同，PCM不會受本身固有的讀取干擾機制所影響。”

因為PCM具有出色的可靠性，所以Doller認為這項技術將最先被應用于有最關鍵要求的應用中。

三星PRAM高級營銷經理Harry Yoon表示，三星預計他們自己版本的PCM——成為相變隨機內存（PRAM）——將在一系列移動應用中取代NOR閃存的位置。