據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道，IBM的科學(xué)家演示了最新的多位相變存儲器，其每個(gè)存儲格都能長時(shí)間可靠地存儲多個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。最新技術(shù)讓人們朝成本更低、速度更快、更耐用的存儲技術(shù)前進(jìn)了一大步，可廣泛應(yīng)用于包括手機(jī)在內(nèi)的消費(fèi)電子設(shè)備、云存儲以及對性能要求更高的企業(yè)數(shù)據(jù)存儲中。

相變存儲器（PCM）兼具速度快、耐用、非揮發(fā)性和高密度性等多種優(yōu)勢于一身，其讀寫數(shù)據(jù)和恢復(fù)數(shù)據(jù)的速度是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的非揮發(fā)性存儲技術(shù)閃存的100倍；斷電時(shí)，其仍擁有高超的存儲能力，也不會造成數(shù)據(jù)丟失；而且，PCM能耐受1億次寫循環(huán)，而目前企業(yè)級閃存能耐受3萬次寫循環(huán)，消費(fèi)級閃存僅為3000次。

PCM利用材料（由各種不同元素組成的合金）從低電阻值的結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)變到高電阻值的非結(jié)晶態(tài)中電阻值的變化來存儲數(shù)據(jù)字節(jié)。在一個(gè)PCM單元中，相變材料被放在上下兩個(gè)電極之間?？茖W(xué)家可以通過施加不同電壓或不同強(qiáng)度的電流脈沖來控制相變。這些電壓或脈沖會加熱材料，當(dāng)達(dá)到不同的溫度閾值時(shí)，材料會從結(jié)晶態(tài)變?yōu)榉墙Y(jié)晶態(tài)或者相反。

電極之間有一些材料會根據(jù)電壓大小的不同發(fā)生相變，從而直接影響存儲器單元的電阻?？茖W(xué)家們利用了這一點(diǎn)，成功地在一個(gè)存儲單元中存儲了多個(gè)字節(jié)。在最新研究中，科學(xué)家使用四個(gè)不同的阻值區(qū)來存儲字節(jié)組合“00”、“01”、“10”和“11”。

為了達(dá)到一定的可靠程度，科學(xué)家們利用迭代“寫入”方法克服了存儲器單元和相變材料本身的多變性所導(dǎo)致的阻值偏移。使用迭代方法，最差情況下的寫入延遲也只有10微秒，其性能是目前市場上最先進(jìn)閃存的100倍。

另外，為了可靠地讀取數(shù)據(jù)，科學(xué)家還使用先進(jìn)的調(diào)制編碼技術(shù)解決了阻值漂移（由于非結(jié)晶態(tài)下原子的結(jié)構(gòu)非常松散，相變后，電阻值會隨時(shí)間的流逝而增加，導(dǎo)致讀取數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤）的問題。該編碼技術(shù)的基本原理是：一般情況下，被編碼的電阻值不同的存儲器單元之間的相對順序并不會因?yàn)槠贫l(fā)生改變。

最新的PCM測試芯片擁有20萬個(gè)存儲器單元，該數(shù)據(jù)保存實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了5個(gè)月，這意味著多位PCM能達(dá)到適合實(shí)際使用的可靠性。IBM研究院蘇黎世研究中心的內(nèi)存和探測器技術(shù)主管哈里斯·波齊迪斯表示：“迄今為止，科學(xué)家們只在單字節(jié)PCM上證實(shí)了可靠的數(shù)據(jù)存儲，這是首次在多位PCM上證實(shí)可靠而長久的數(shù)據(jù)存儲，其首次達(dá)到了企業(yè)應(yīng)用所要求的可靠性，我們很快能研制出由多位PCM制造的實(shí)用的存儲設(shè)備。PCM將使企業(yè)信息技術(shù)和存儲系統(tǒng)在未來5年發(fā)生巨大變化。”