Phase-Change-RAM

Nicht flüchtiger Speicher: Non Volatile RAM
Bei Phase-Change RAM (PRAM oder PCRAM) handelt es sich um einen nicht flüchtigen Speicher (Non Volatile RAM, NVRAM). Dabei wird der elektrische Widerstand des Speichermaterials geändert. 

Amorphe Phase und Kristalline Phase
Der elektrische Widerstand des Speichermaterials hängt davon ab, ob es sich in der kristallinen oder amorphen Phase befindet.  In der amorphen Phase ist der elektrische Widerstand hoch (RESET state), in der kristallinen Phase ist er niedrig (SET state).   

Chalkogenide RAM-Bausteine
PRAM Bausteine werden auch als chalkogenide RAM Bausteine (C-RAM) bezeichnet,  da Chalkogenid-Legierungen als Speichermaterial verwendet werden. Chalkogenide setzen sich aus Chalkogen-Elementen (Selen,  Schwefel, Tellur) und elektropositiven Elementen (Germanium, Antimon, Blei, Arsen, Gallium, Aluminium, Indium, Natrium, Titan oder Bor) zusammen.  Es handelt sich um glasartige Materialien, die nur 2 verschiedene stabile Phasen aufweisen: kristallin oder amorph. 

Phase-Change-Technologie
Chalkogenide werden auch zur Beschichtung von optischen, wiederbeschreibbaren Speichermedien, wie bei der CD-RW  oder DVD-RW verwendet. Dabei wird ausgenutzt, dass sich die 2 Phasen optisch unterscheiden lassen und man zwischen diesen Phasen  durch Änderung der Temperatur (per Laser) hin- und herschalten kann (Phase-Change-Technologie). Häufig wird bei PRAM-Bausteinen eine Verbindung aus Antimon, Germanium und Tellur verwendet. 

PRAM-Speicherzelle
Eine PRAM Speicherzelle besteht aus einem Auswahltransistor und einem resistiven Phase-Change-Element. Letzteres setzt sich aus einer metallischen Top- und Bottom-Elektrode, mit der Chalkogenid-Legierung dazwischen, zusammen.  PRAM-Bausteine werden auch als Ovonic Unified Memory (OUM) bezeichnet, nach dem Entdecker der Phase-Change Materialien: Stanford R. Ovshinsky. 

Einstieg in die PRAM-Fertigung
Intel und Samsung sind bereits in die PRAM-Fertigung eingestiegen und werden PRAM-Bausteine in Grosserie fertigen.  Intel stellte 2007 (Intel Developer Forum) unter dem Codename Alverstone einen PRAM-Baustein (Phasenwechsel-Speicherchip) vor. Alverstone soll 128 MBit an Daten  für 10 Jahre ohne Versorgungsspannung speichern können, 1 Million Schreibzyklen bewältigen können und wird in 90-Nanometer Technologie gefertigt. PRAM-Bausteine haben das Potential, SRAM- und DRAM-Bausteine zu ersetzen.                           
Siehe auch:    RAM   Hauptspeicher   Column-Address-Strobe-Latency   NAND-Gatter   DDR2-DDR3-RAM   

  RAM
SDRAM Riegel SDRAM Riegel
Random Access Memory. Ein Computer kann Lese- und Schreibvorgänge im RAM (Arbeitsspeicher, Hauptspeicher) ausführen. "Access" bedeutet in diesem Zusammenhang "wahlfreier Zugriff": auf jede Speicherzelle ist ein direkter Zugriff möglich.  RAM wird als Halbleiterbaustein realisiert.

Arten von RAM: Flüchtig (Volatile) und Nicht flüchtig (Non-Volatile)
 
A. Flüchtige RAM-Bausteine
1. Statische RAM-Bausteine (Static Random Access Memory oder SRAM), die zum Aufrechterhalten der Daten nur die Betriebsspannung benötigen. 
2. Dynamische RAM-Bausteine (Dynamic Random Access Memory oder DRAM), die zusätzlich zur Betriebsspannung zyklische Signale zur Wiederauffrischung (Refresh-Impuls) der Daten benötigen,  da diese sonst durch Leckströme verloren gehen würden.

B. Nicht flüchtige RAM-Bausteine
Was jedoch alle flüchtigen RAM-Bausteine gemeinsam haben ist, dass bei Wegfall der  Versorgungsspannung alle Daten verloren sind. Eine Ausnahme bilden die nicht flüchtigen RAM-Bausteine (Non Volatile Random Access Memory, NVRAM): 
Phase-Change RAM (PRAM oder PCRAM): PRAM hat das Potential, SRAM oder DRAM zu ersetzen. Es handelt sich um einen nicht flüchtigen Speicher (Non Volatile RAM, NVRAM). Dabei wird der elektrische Widerstand  des Speichermaterials geändert. Der elektrische Widerstand des Speichermaterials hängt davon ab, ob es sich in der kristallinen oder amorphen Phase befindet. In der amorphen Phase ist der elektrische Widerstand hoch (RESET state),  in der kristallinen Phase ist er niedrig (SET state). PRAM Bausteine werden auch als chalkogenide RAM Bausteine (C-RAM) bezeichnet,  da Chalkogenid-Legierungen als Speichermaterial verwendet werden. Häufig wird bei PRAM-Bausteinen eine Verbindung aus Antimon, Germanium und Tellur verwendet.  Weitere NVRAMs sind: Flash-Speicher (Flash-EEPROM), Ferroelectric Random Access Memory (FRAM), oder Magneto-Resistive Random Access Memory (MRAM). 

Aufzählung von RAM Bausteinen 
Ausserdem gibt es noch SDRAM, VRAM, WRAM, MDRAM, RDRAM, DDR-SDRAM, DDR2-SDRAM, DDR3-SDRAM, EDO-DRAM, SGRAM, SLDRAM, DRDRAM und einige andere mehr.                                 
Siehe auch:    Hauptspeicher   SDRAM   DRAM   DDR-SDRAM   DDR2-DDR3-RAM   Phase-Change-RAM   DIMM   SIMM   Column-Address-Strobe-Latency   RAMbus