Bộ nhớ NAND flash mang lại tốc độ tốt và giá thành ngày càng giảm đã giúp cho kiểu lưu trữ này xuất hiện trên nhiều thiết bị hơn. Mặc dù vậy, nó không được bền trong thời gian dài và cũng chưa thật nhanh. Một phương thức khác có tiềm năng thay thế cho NAND flash là bộ nhớ thao đổi theo pha (Phase Change Memory - PCM) hoạt động dựa vào trạng thái kết tinh và vô định hình của tinh thể. Trước đây, chúng ta đã từng có chip PCM của IBM, và giờ đây là từ Micron. Công ty này cho biết họ đã phát triển thành công module PCM 45nm dành cho các thiết bị di động. Hiện tại, module này có một chip PCM 1Gb (125MB) chia sẻ mạch điện với RAM LPDDR2 512Mb (64MB), chỉ mới thích hợp dùng cho các điện thoại phổ thông. Những sản phẩm cho tablet, smartphone sẽ xuất hiện trong tương lai với sức chứa cao hơn.

Micron cho biết module PCM của mình có thể đạt tốc độ đọc ngẫu nhiên lên đến 400MB/s, nhanh hơn nhiều so với NAND flash. Và đây chỉ là những sản phẩm đầu tiên, có nghĩa trong tương lai con số này có thể còn tăng lên cao hơn nữa. Lợi ích của những con chip PCM này khi dùng với điện thoại đó là giúp giảm thời gian khởi động máy, đơn giản hóa việc phát triển phần mềm và tăng hiệu suất của việc ghi đè dữ liệu. Nó cũng tiêu thụ ít điện năng và có độ bền cao hơn so với chip flash. Được biết, đây là những con chip PCM di động đầu tiên xuất hiện trên thế giới và Micron là một trong những hãng đầu tiên đưa giải pháp PCM vào sản xuất đại trà.

Đọc thêm về nguyên lí hoạt động của bộ nhớ thay đổi theo pha


PCM hoạt động dựa trên sự thay đổi điện trở xảy ra trong vật liệu - ở đây là một hợp kim chứa nhiều nguyên tố, khi nó thay đổi trạng thái từ dạng tinh thể (có điện trở thấp) sang vô định hình (có điện trở cao) để lưu trữ các bit dữ liệu. Trong PCM, mỗi phân tử hợp kim sẽ được kết tủa ở giữa phần đầu và đuôi của điện cực. Vì vậy, vật liệu sẽ thay đổi trang thái theo sự khác biệt về điện áp và độ lớn của dòng xung điện. Dòng điện làm nóng vật liệu và khi đạt ngưỡng nhiệt độ cần thiết, vật liệu sẽ thay đổi từ dạng tinh thể sang vô định hình hoặc ngược lại.

Thêm vào đó, lượng vật liệu giữa các điện cực trải qua quá trình thay đổi trạng thái sẽ phụ thuộc vào điện áp, qua đó tác động trực tiếp đến sức cản điện của phân tử. Các nhà khoa học đã khai thác đặc tính này để tăng số bit lưu trữ dữ liệu trên mỗi phân tử từ 1 lên 4 hoặc hơn. PCM hứa hẹn sẽ tăng tốc độ đọc/ghi lên đến 100 lần so với flash, dung lượng lưu trữ lớn và đảm bảo không mất dữ liệu khi ngắt nguồn điện. Không giống như flash, PCM rất bền và chu kì sao chép dữ liệu có thể lên đến 10 triệu lần, so sánh với bộ nhớ flash theo cấp độ doanh nghiệp (enterprise-class) là 30,000 lần và bộ nhớ flash theo cấp độ tiêu dùng (consumer-class) là 3000 lần.

Đọc thêm: Đại học Cambridge phát triển PCM nhanh hơn 10 lần so với trước