Pamięć o dostępie swobodnym ze zmianą fazy (lub PRAM) to pamięć nieulotna, która nie wymaga źródła zasilania do przechowywania danych. Zasada jego działania polega na podgrzaniu specjalnego materiału w celu przejścia pomiędzy dwoma różnymi stanami fizycznymi: krystalicznym i amorficznym (szklistym). Niech stan krystaliczny odpowiada logicznemu „0”, a stan szklisty „1”. Zmiana stanu oznacza zapis danych. Jeśli zresetujesz stan, dane zostaną usunięte.
Główną „tajną bronią” jest tutaj szkło chalkogenkowe. Jest mieszaniną pierwiastków z grup 15 i 16 układu okresowego, w tym germanu, antymonu i telluru. Po podgrzaniu następuje przejście fazowe. To nie jest nowa koncepcja. Tę samą metodę fizyczną stosowano od dziesięcioleci w przypadku płyt CD i DVD wielokrotnego zapisu. Te dyski optyczne, oznaczone „RW”, wykorzystują laser do topienia lub obróbki cieplnej materiału, tworząc wgłębienia i podkładki reprezentujące muzykę i filmy. Napęd odczytuje dane w ten sposób, ponieważ laser inaczej odbija błyszczące obszary krystaliczne i matowe, szkliste obszary.
PRAM robi to samo, ale zamiast światła wykorzystuje energię elektryczną.
Komórki pamięci ze zmianą fazy działają na strukturach w nanoskali. Do rejestracji materiału konieczne jest podanie krótkich, silnych impulsów elektrycznych. To szybko nagrzewa i topi materiał, a następnie równie szybko go chłodzi, blokując go w nieuporządkowanym stanie szklistym. Ten stan o wysokiej rezystancji zwykle odpowiada logicznej „1”. Zapisanie zera wykorzystuje słabszy, dłuższy impuls, który podgrzewa materiał i organizuje atomy w strukturę krystaliczną o niskiej rezystancji. Odczyt danych jest prosty: przykładane jest małe napięcie, niewystarczające do zmiany stanu, i mierzony jest opór. Wysoka rezystancja oznacza „1”, niska – „0”.
Uważana jest za następcę technologii pamięci flash.
W 1970 roku trzech badaczy – R.G. Neale (R.G. Neale), D.L. Nelson i Gordon Moore opublikowali artykuł w magazynie Electronics proponując ten typ pamięci oparty na półprzewodnikach amorficznych. Moore, który później założył firmę Intel i sformułował swoje słynne prawo, wcześnie dostrzegł potencjał tej technologii. Jednak zanim technologia osiągnęła poziom, w którym stała się opłacalna komercyjnie, minęło prawie 40 lat.
W połowie 2000 roku głównymi graczami zaczęli aktywnie interesować się PRAM. Intel, Samsung i IBM rozpoczęły demonstrację prototypów PRAM. Oferta była przekonująca. Samsung twierdził, że PRAM zapewnia prędkość zapisu trzydzieści razy większą niż standardowa pamięć NAND. Obiecano także 10-krotnie dłuższą żywotność. Z każdym cyklem zapisu pamięć flash ulega degradacji w miarę zużywania się warstwy tlenku używanej do wychwytywania elektronów. PRAM nie wykorzystuje elektronów uwięzionych w studni tlenkowej. Wykorzystuje fizyczne zmiany fazowe i jest z natury trwalszy.
W lutym 2008 roku Intel i STMicroelectronics wywołały zamieszanie, wprowadzając urządzenie PRAM zdolne do przechowywania czterech stanów w jednej komórce. Te wielopoziomowe komórki są w stanie rozróżnić nie tylko binarne zera i jedyneki, ale także różne poziomy rezystancji, co może podwoić lub czterokrotnie zwiększyć gęstość przechowywania danych.
Pomimo tego szumu, pamięć PRAM nigdy nie stała się dominującą technologią przechowywania danych, jak sądziliśmy. Pamięć flash, zwłaszcza NAND, staje się tańsza i zagęszczana znacznie szybciej, niż oczekiwano. DRAM (dynamiczna pamięć o dostępie swobodnym)
