Die neuesten Forschungsergebnisse verleihen der Entwicklung von noch schnelleren, nichtflüchtigen Speichern auf Basis von PCM neuen Schub. Zum Einsatz könnte diese Art von Speicher insbesondere in Smartphones, bei Komponenten im Internet der Dinge und Industrie 4.0 sowie in hochwertigen Cloud-Speichern für Unternehmen kommen.

Die aktuelle Speicherlandschaft reicht von DRAM-Technologie über Magnetplattenspeicher bis hin zu den allgegenwärtigen Flash-Speichern. Doch in den letzten Jahren hat PCM als eine mögliche neue, universelle Speichertechnologie vermehrt Aufmerksamkeit auf sich gezogen, da sie als nichtflüchtiger Speicher eine attraktive Kombination von Lese- und Schreibgeschwindigkeit, Haltbarkeit und Speicherdichte bietet.

Die IBM Forscher sehen PCM sowohl als eigenständigen Speicher sowie auch in Kombination mit Flash für Anwendungen, in denen die Technologie als extrem schneller Cache-Speicher dient. So könnte beispielsweise das Betriebssystem eines Mobiltelefons in PCM gespeichert werden, um ein sekundenschnelles Starten zu ermöglichen. Unternehmen könnten ihre Datenbanken in PCM speichern, um Abfragen für zeitkritische Online-Anwendungen wie Finanztransaktionen in Rekordzeit durchzuführen.

Das Funktionsprinzip von Phase Change Memory

Die so genannten Phasenwechselmaterialien weisen zwei stabile Zustände auf – eine amorphe und eine kristalline Phase mit tiefer beziehungsweise hoher elektrischer Leitfähigkeit. Um nun eine „1“ oder eine „0“ – also ein Bit – in einer PCM-Zelle zu speichern, wird ein hoher oder mittlerer elektrischer Strom an das Material angelegt. Durch entsprechende Programmierung kann die „0“ in die amorphe Phase und die „1“ in die kristalline Phase geschrieben werden oder umgekehrt. Das Auslesen des Bits erfolgt dann durch die Detektion des Widerstandes mittels Anlegen eines schwachen Stromflusses. Dieses Verfahren liegt auch den wiederbeschreibbaren Blu-Ray-Disks zu Grunde.
Forscher von IBM und anderen Institutionen haben bereits erfolgreich dieses Funktionsprinzip für die Speicherung von einem Bit pro Zelle in PCM demonstriert. Anlässlich des IEEE International Memory Workshop zeigen die IBM Forscher nun erstmals die Speicherung von drei Bits pro Zelle