PRAM (Phase Change RAM)

I. 상변화 기반 초고속 비휘발성 메모리, PRAM

가. PRAM(Phase Change Random Access Memory)의 개념

GST(GeSbTe)의 상변화에 따른 저항치 기반 고속의 비휘발성 메모리 반도체
GST: (GeSbTe, 게르마늄 안티몬 텔룰라이드, 칼코게나이드)

나. PRAM의 장점

고속비휘발성	– 초고속 DRAM과 비휘발성 Flash 장점 보유
대량생산가능	– 구조 및 제작공정 단순하여 대량생산 용이
신뢰성	– 70도 고온에서 10년 데이터 보관 보장

 

II. PRAM 구성도 및 동작 원리

가. PRAM 구성도

 

나. PRAM 동작 원리

구분	동작 원리	설명
write 동작	Reset of data (0 세팅)	– GST에 일정 전류 인가하여 600℃이상의 melting 온도 이상 가열 후 급격한 전류 감소통해 식히면 amorphous(비결정)상태 – 수십K ~ 수M ohm 수준, 높은 저항값
	Set of data (1 세팅)	– reset 시 보다 약간 낮은 전류를 인가하여 crystalline 온도 이상 만든 후 낮은 속도로 전류 감소 Crystalline(결정) 상태 변환 – 수K ohm 수준, 낮은 저항 값
read 동작		– GST의 현재 상태(결정/비결정)에 걸리는 voltage 차이 이용 data를 ‘0’, ‘1’로 센싱

III. PRAM 한계점 및 대응방안

쓰기 횟수(수명) 제한	대응방안
– Cell당 약 10만회 쓰기 수명 – 1개 Cell 사용불가 시 전체 메모리 사용 불가	– Partial Write: Dirty-bit 늘림 – Differential Write: 변경 부분 – Flip-N-Write: 수정부분 write

– Write 횟수 감소 시 전체 메모리 성능 증가, 전력 절감