PCM 即脈沖編碼調(diào)�,�通信系統(tǒng)中完成將�(yǔ)音信�(hào)�(shù)字化功能。PCM 的實(shí)�(xiàn)主要包括三�(gè)步驟完成:抽樣,量化,編碼.分別完成�(shí)間上離散,幅度上離�,及量化信�(hào)� 二�(jìn)制表�。根�(jù) CCITT 的建�,為改善小信號(hào)量化性能,采用壓擴(kuò)非均勻量�,有兩� 建議方式,分別� A 律和μ律方�,我國(guó)采用� A 律方�,由于 A 律壓縮實(shí)�(xiàn)�(fù)�,常使 � 13 折線法編�,采用非均勻量� PCM 編碼�
線路使用�(fèi)用相�(duì)便宜�
能夠提供較大的帶��
接口豐富便于用戶連接�(nèi)部網(wǎng)�(luò)�
可以承載更多的數(shù)�(jù)傳輸�(yè)�(wù)�
PCM線路可以提供很高的帶�,滿足用戶的大數(shù)�(jù)量的傳輸�
支持� 2M�(kāi)始的各種速率,可達(dá)155M的速率�
通過(guò)SDH�(shè)備�(jìn)行網(wǎng)�(luò)傳輸,線路協(xié)議簡(jiǎn)��
PCM線路可以提供很高的帶�,滿足用戶的大數(shù)�(jù)量的傳輸�
支持� 2M�(kāi)始的各種速率,可達(dá)155M的速率�
通過(guò)SDH�(shè)備�(jìn)行網(wǎng)�(luò)傳輸,線路協(xié)議簡(jiǎn)單�
將時(shí)間連續(xù)的模擬信�(hào)�(zhuǎn)換成�(shí)間離�、幅度連續(xù)的抽樣信�(hào)。帶限信�(hào)連續(xù)抽樣,要求抽樣頻率不小于所傳信�(hào)的頻率的2�。將�(shí)間離�、幅度連續(xù)的抽樣信�(hào)�(zhuǎn)換成�(shí)間離散、幅度離散的�(shù)字信�(hào)。量化后的信�(hào)通過(guò)編碼器變成一組碼��
相變存儲(chǔ)�(PCM)是新一代非揮發(fā)性存�(chǔ)器技�(shù)。透過(guò)比較PCM與現(xiàn)有的SLC和MLC NAND快閃存儲(chǔ)器以及硬碟驅(qū)�(dòng)�(HDD) 和固�(tài)硬碟(SSD)等系�(tǒng)解決方案�*估PCM的相�(duì)成本、效能和可靠�,可以了解PCM適用于哪里些�(yīng)用領(lǐng)域,以及這項(xiàng)新技�(shù)的潛在價(jià)值�
�(dāng)探討PCM在存�(chǔ)器領(lǐng)域的定位�(shí),必須注意其為具有重要優(yōu)�(shì)的補(bǔ)充技�(shù) (特別是當(dāng)系統(tǒng)需求是重要的考慮因素的情�),而非替代其它存儲(chǔ)器的�(chǔ)存技�(shù)。不論是作為RAM還是NAND快閃存儲(chǔ)器的�(bǔ)充,只要使用適量的PCM就能改�(jìn)企業(yè)�(jí)�(jì)算機(jī)和電子商�(wù)等高端應(yīng)用的可靠度和處理效能�
�1 PCM并非取代�(xiàn)有的存儲(chǔ)器系�(tǒng),而是可以作為互補(bǔ)
�2 相變存儲(chǔ)�(PCM)集其它類型存�(chǔ)器的突出�(yōu)�(diǎn)于一身,為高端應(yīng)用和�(wú)線產(chǎn)品的系統(tǒng)�(shè)�(jì)工程師提供新的選�
PCM是利用材料中的可逆相�(tài)變化�(lái)�(chǔ)存信息的非揮�(fā)性存�(chǔ)�。物�(zhì)以多種相�(tài)存在,如固態(tài)、液�(tài)、氣�(tài)、凝�(jié)和離�。PCM 依賴于材料在不同相變�(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的不同的電阻率特�。恒憶的PCM采用一種由鍺、銻和碲三種元素組成的叫做GST的合金材�(Ge2Sb2Te5)。在非結(jié)晶狀�(tài)�(shí),GST合金的分子結(jié)�(gòu)雜亂�(wú)�,因而電阻率也較高。相比之�,在晶體狀�(tài)�(shí),GST的分子結(jié)�(gòu)整齊有序,電阻率相對(duì)較低。PCM的技�(shù)基礎(chǔ)就是利用材料電阻率在兩�(gè)相態(tài)之間的差異�。透過(guò)注入電流,可在材料局部產(chǎn)生強(qiáng)烈的焦耳熱效應(yīng),引�(fā)相態(tài)變化。透過(guò)�(diào)整電壓大小和施加的電流時(shí)�(zhǎng),可以調(diào)整最終的材料相態(tài)�
PCM有一些有趣的特性:如同NOR和NAND快閃存儲(chǔ)�,PCM也是非揮�(fā)性存�(chǔ)器技�(shù)之一,因此保存資料并不需要重啟電�。PCM 具備位元可修改功能,存儲(chǔ)器保存的信息可以�1切換�0或者從0切換�1,無(wú)需單獨(dú)的抹除步�。PCM的特�(diǎn)是隨�(jī)讀取時(shí)間短。這�(gè)特性使處理器可直接從存�(chǔ)器執(zhí)行代�,無(wú)需把代碼復(fù)制到RAM的中間過(guò)�。PCM讀取延�(shí)與每單元中任一位元的NOR快閃存儲(chǔ)器相�(dāng),而讀取效能則可與DRAM存儲(chǔ)器媲�。PCM的寫(xiě)入速度可達(dá)到NAND快閃存儲(chǔ)器的水平,因?yàn)椴恍枰獑�?dú)的抹除步�,PCM的寫(xiě)入延�(shí)更短。相比之�,NOR快閃存儲(chǔ)器的�(xiě)入速度中等,但是抹除操作時(shí)間較�(zhǎng)�
PCM與存�(chǔ)器技�(shù)生命周期以及技�(shù)比較
如果植基于NAND快閃存儲(chǔ)器技�(shù)的固�(tài)硬碟目前在很多應(yīng)用領(lǐng)域中尚處于早期的推廣階段,那� PCM則處于此存儲(chǔ)器技�(shù)推廣�(yīng)用曲線的更早階段。當(dāng)*�(jià)一�(xiàng)技�(shù)�(shí),工程師十分看重成本和價(jià)�。但�(dāng)工程師思考一�(xiàng)新技�(shù)如何能提升正在開(kāi)�(fā)的系�(tǒng)的效能時(shí),會(huì)首先�(guān)注的是可靠度和效�,然后才�(huì)考慮成本的問(wèn)�。故比較PCM與DRAM和NAND快閃存儲(chǔ)器時(shí),應(yīng)該特別注意讀�(xiě)延時(shí)決定存儲(chǔ)器效能,耐讀�(xiě)能力是衡量存�(chǔ)器可靠度的指�(biāo)�
�(xiě)入延�(shí)和耐寫(xiě)能力-PCM次于DRAM,但是明顯快于NAND;讀取延�(shí)和耐讀能力–PCM接近DRAM的速度,明顯優(yōu)� NAND;成本–就 SLC PCM、DRAM和SLC NAND快閃存儲(chǔ)器裸�(300mm晶圓)的理論成本比較報(bào)告,NAND。PCM成本大約是NAND�1.2�,DRAM成本大約是NAND�1.4�。由此可�(jiàn)PCM明顯�(yōu)于DRAM,然而不能像NAND一樣便宜,不過(guò)在這些技�(shù)�,很多技�(shù)的制程屏蔽總�(shù)量正趨于相同�
與SLC NAND相比,DRAM成本大約�40%,而PCM成本大約�20%。決定是否應(yīng)用一�(xiàng)新的�(chǔ)存技�(shù)�(shí),一般會(huì)�(yīng)用以下經(jīng)�(yàn)法則:替代技�(shù)的成本應(yīng)為現(xiàn)有技�(shù)�1/8�1/10。因此單從成本角度考量,PCM作為NAND快閃存儲(chǔ)器替代技�(shù)的理由仍并不充分�
但可靠度� PCM 勝出�(guān)�,許多NAND快閃存儲(chǔ)器技�(shù)的可攜式�(chǎn)品,如MP3播放器和隨身�。在正常使用的狀�,這些�(shè)備需要寫(xiě)存儲(chǔ)�10�100次,但尚未達(dá)到千次以�。透過(guò)的微影技�(shù),這些裝置�(yīng)用中的NAND快閃存儲(chǔ)器技�(shù)可把成本降至極低的水平。而無(wú)線通訊、運(yùn)算裝置和固態(tài)硬碟等高端應(yīng)用也使用NAND快閃存儲(chǔ)�,但是這些�(yīng)用具備各別不同的使用條件和要�。某�(xiàng)技�(shù)可能� MP3 播放器的理想選擇,但在企�(yè)�(jí)服務(wù)器上的應(yīng)用卻可能受限�
�(duì)于任何一種非揮發(fā)性浮�(dòng)閘極存儲(chǔ)�(non-volitile floating gate memory device),讀�(xiě)存儲(chǔ)器次�(shù)越多,失效次�(shù)也隨之增加,資料�(chǔ)存期限也�(huì)縮短。PCM有趣的特性之一即是保存期限與耐讀�(xiě)次數(shù)�(wú)�(guān),意即不管讀� PCM存儲(chǔ)器一百萬(wàn)次還�1�,都不會(huì)改變資料�(chǔ)存的期限。這項(xiàng)特性深刻地影響此技�(shù)的使用與管理。資料儲(chǔ)存期限在許多�(yán)苛的�(yīng)用中都極為重�,而恒憶已證實(shí)PCM的資料儲(chǔ)存期限可�(zhǎng)�(dá)10��
另一方面,由于失效一般發(fā)生在�(xiě)入的操作�(guò)程中,因此當(dāng)PCM�(xiě)入資料時(shí),如果寫(xiě)入驗(yàn)證機(jī)制顯示該單元�(wú)�(shù)�(jù),該資料則會(huì)立即被重�(xiě)到另一�(gè)�(chǔ)存單�。這也是運(yùn)� PCM�(jiǎn)化系�(tǒng)�(jí)�(shè)�(jì)的優(yōu)化功�。故PCM是適于無(wú)線應(yīng)用的低功耗存�(chǔ)�,目前新一代智能手�(jī)用戶,對(duì)于手�(jī)有三�(gè)基本要求:快速開(kāi)�(jī)(instent on)、使用簡(jiǎn)便且電池使用�(shí)間長(zhǎng),以及優(yōu)異的多媒�、游戲和上網(wǎng)功能�
PCM具備�(yōu)異的讀取延�(shí)特�,意即其代碼�(zhí)行能力符合新一代無(wú)線用戶的需�。PCM能儲(chǔ)存大量的資料和代碼,并具有承受百�(wàn)次的讀�(xiě)能力。憑借PCM非揮�(fā)性存�(chǔ)器技�(shù)的特性,除能�(jiǎn)化無(wú)線設(shè)備的電源管理�(shè)�(jì),同�(shí)還有助于徹底解決效能與電池使用時(shí)間難以平衡的困擾。以整合了LPDDR2存儲(chǔ)器控制器的微處理器平�(tái)為例,系�(tǒng)�(shè)�(jì)人員利用PCM的低功耗特性而能僅使用一�(gè)非揮�(fā)性存�(chǔ)�,�(jìn)而簡(jiǎn)化了手機(jī)架構(gòu)�
PCM的效能與商業(yè)�(jià)�
�(yùn)用存�(chǔ)器技�(shù)提高�(yùn)算效能有兩�(gè)基本方式:增加頻寬以傳輸更多資料與縮短延�(shí)以提高資料速率。在效能的高端應(yīng)用中,增加頻寬需要增加更多的 RAM、硬碟機(jī)和服�(wù)�。提升讀�(xiě)延時(shí)效能,可用回�(yīng)速度是微�(microsecond)�(jí)別的固態(tài)硬碟,取代毫�(milisecond)�(jí)別的硬碟。后一種方法趨于降低總擁有成本(total cost of ownership, TCO),因?yàn)樾略鲆粋�(gè)延時(shí)較短的服�(wù)器比增加三到四�(gè)服務(wù)器更劃算。經(jīng)由比較發(fā)�(xiàn),PCM的寫(xiě)入時(shí)延大約是1微秒,約� SLC NAND快閃存儲(chǔ)器的100�,硬碟驅(qū)�(dòng)器的100,000倍左右。PCM的讀取延�(shí)也同樣出�,大約是50-100奈秒,是 SLC NAND快閃存儲(chǔ)器的100倍左�,大約是硬碟�(jī)�100,000��
在電子商�(wù)世界,即便延�(shí)取得很小的改�(jìn),都�(huì)�(chǎn)生極大的�(jià)值:�(jù)Amazon�(bào)�,每增加100毫秒延時(shí),都�(huì)損失1%的銷售額。據(jù)Google�(bào)�,搜索網(wǎng)�(yè)生成�(shí)間每增加500毫秒,流量會(huì)降低20%。據(jù)分析公司Tabb Group�(bào)�,即使某券商的電子交易平�(tái)比競(jìng)�(zhēng)�(duì)手只�5毫秒,他每毫秒也可能�(huì)損失400�(wàn)美元�
作為RAM和固�(tài)硬碟間中介系�(tǒng),PCM的確具備極高的價(jià)�,因?yàn)楦叨讼到y(tǒng)使用低延�(shí)PCM技�(shù),不管是作為RAM或是NAND的補(bǔ)�,只要運(yùn)用適量的PCM,就能大幅提升效�。當(dāng)PCM未來(lái)�(kāi)始應(yīng)用于高端�(shè)備后,可以預(yù)期這項(xiàng)技�(shù)的普及率即會(huì)逐步升高�
維庫(kù)電子通,電子知識(shí),一查百��
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