Оперативна пам’ять із фазовим переходом (або PRAM) — це енергонезалежна пам’ять, яка не потребує джерела живлення для зберігання даних. Принцип її роботи полягає у нагріванні спеціального матеріалу для перемикання між двома різними фізичними станами: кристалічним та аморфним (склоподібним). Нехай кристалічному стану відповідає логічний “0”, а склоподібному – “1”. Зміна стану означає запис даних. Якщо повернути стан у вихідний, дані буде видалено.
Головною «секретною зброєю» тут виступає халькогенідне скло. Це суміш елементів 15-ї та 16-ї груп періодичної таблиці, що включає германій, сурму і телур. При нагріванні відбувається фазовий перехід. Це не нова концепція. Той же фізичний метод використовується в CD і DVD, що перезаписуються, вже десятиліттями. Ці оптичні диски з маркуванням «RW» використовують лазер для плавлення або термічної обробки матеріалу, формуючи ямки та майданчики, які є музикою та фільмами. Привід зчитує дані таким чином, тому що лазер по-різному відбивається від блискучих кристалічних ділянок та тьмяних склоподібних.
PRAM робить те саме, але використовує електрику замість світла.
Осередки пам’яті з фазовим переходом оперують нанорозмірними структурами. Для запису матеріалу необхідно впливати короткими потужними електричними імпульсами. Це швидко нагріває і плавить матеріал, а потім швидко охолоджує його, фіксуючи в неупорядкованому склоподібному стані. Цей стан із високим опором зазвичай відповідає логічній «1». Для запису нуля використовується більш слабкий і тривалий імпульс, який нагріває матеріал і впорядковує атоми кристалічну структуру з низьким опором. Зчитування даних відбувається просто: подається невелика напруга, недостатня зміни стану, і вимірюється опір. Високий опір означає “1”, низький – “0”.
Вважається, що це технологія-наступник флеш-пам’яті.
У 1970 році три дослідники – Р.Г. Ніл (R.G. Neale), Д.Л. Нельсон (D.L. Nelson) та Гордон Мур – опублікували в журналі Electronics статтю, що пропонує цей тип пам’яті на основі аморфних напівпровідників. Мур, який пізніше започаткував компанію Intel і сформулював свій знаменитий закон, рано оцінив потенціал цієї технології. Однак знадобилося майже 40 років, щоб технологія дозріла до рівня, за якого вона стала комерційно життєздатною.
До середини 2000-х років великі гравці почали активно цікавитись PRAM. Intel, Samsung та IBM почали демонструвати прототипи PRAM. Пропозиція була переконливою. Samsung заявляла, що PRAM забезпечує швидкість запису в тридцять разів вищу, ніж у стандартної NAND-пам’яті. Також обіцявся термін служби у 10 разів довше. З кожним циклом запису флеш-пам’ять деградує, оскільки оксидний шар, який використовується для захоплення електронів, зношується. PRAM не використовує електрони захоплені в оксидній ямі. Вона використовує фізичні фазові переходи і за своєю природою довговічніша.
У лютому 2008 року Intel і STMicroelectronics викликали широкий резонанс, представивши пристрій PRAM, здатний зберігати чотири стани в одному осередку. Ці багаторівневі осередки здатні розрізняти не тільки бінарні нулі та одиниці, а й різні рівні опору, що може подвоїти або врахувати щільність зберігання даних.
Незважаючи на галас, PRAM так і не стала домінуючою технологією зберігання даних, якою ми її представляли. Флеш-пам’ять, особливо NAND, дешевшає та ущільнюється набагато швидше, ніж очікувалося. DRAM (динамічна оперативна пам’ять)
