Một con chip nhớ thay đổi theo pha của IBM
Bộ nhớ thay đổi pha (Phase-Change Memory - PCM, PCME, hay còn gọi là PRAM, PCRAM) là loại bộ nhớ chứa dữ liệu dựa trên sự sắp xếp các nguyên tử và có thể cho tốc độ đọc ghi rất nhanh, cao hơn khoảng 100 lần so với chip nhớ flash. Nó là loại chip nhớ không biến đổi (nonvolatile) nên sẽ lưu dữ liệu lại khi không có nguồn. Hiện có IBM, Micron và Samsung là ba công ty lớn đang tiến hành nghiên cứu và phát triển PRAM. Thế nhưng mới đây, đại học Cambridge công bố rằng họ có thể làm cho PRAM có tốc độ cao hơn nữa nhờ việc tăng tốc độ kết tinh của vật liệu (cũng là tăng tốc độ ghi dữ liệu).
Nhóm nghiên cứu dùng PRAM được cấu tạo từ hỗn hợp các nguyên tố germanium, antimony và tellurium (có công thức là Ge2Sb2Te5 hoặc GST). Khi có xung điện áp đặt vào, GST sẽ được làm nóng lên và các nguyên tử không có trật tự trong tinh thể sẽ được sắp xếp lại. Máy tính sẽ đọc dữ liệu bằng cách phát hiện điện trở yếu của tinh thể đã được sắp xếp. Còn nếu muốn xóa dữ liệu thì phải tiến hành nung GST lên để nguyên tử trở lại trạng thái không có trật tự.
Về quá trình làm tăng tốc độ kết tinh, kĩ sư Stephen Elliot và cộng sự ở đại học Cambridge đã dùng một trường điện yếu nhưng ổn định. Họ kẹp một ống GST rộng 50nm vào hai điện cực bằng titan rồi áp dòng 0,3V vào. Dòng điện được biến đổi và sự xuất hiện đột ngột của điện áp 1V đã kích hoạt quá trình kết tinh, giúp PRAM ghi được dữ liệu trong khoảng 500 picogiây, nhanh hơn 10 lần so với PRAM chỉ dùng germanium-tellurium hoặc dùng biện pháp cấp dòng điện liên tục. Stephen Elliot cũng tiến hành nung tinh thể GST với dòng điện 6,5V để xóa các bit dữ liệu và ông nhận thấy rằng vật liệu này có điện trở ổn định cho khoảng 10.000 vòng ghi/xóa, bền hơn bộ nhớ flash. Còn theo việc mô phỏng bằng máy tính, dòng điện áp thấp sẽ làm "mồi" để các nguyên tử tiến hành kết tinh hoàn toàn.
PRAM có thể trở thành chip nhớ thay thế cho bộ nhớ flash trong tương lai. Tuy nhiên, thời điểm áp dụng PRAM vào các thiết bị tiêu dùng vẫn còn khá xa. Eric Pop đến từ đại học Illinois thì đặt câu hỏi rằng liệu phần năng lượng cần thêm để tăng tốc độ kết tinh có ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị hay không, và giá cả của PRAM có làm cho giá thành của máy móc bị đội lên nhiều hay không.
