相変化メモリ（PCM）とReRAMの違い
PCMはカルコゲナイド材料（GST）の結晶相とアモルファス相で抵抗を変える不揮発メモリ、ReRAMは金属酸化膜中の導電フィラメントの生成・消滅で抵抗を変える不揮発メモリです。いずれも抵抗値でデータを記憶しますが、状態を作り出す物理メカニズムが異なります。
結論
PCMとReRAMの最大の違いは「抵抗状態を作り出す物理メカニズム」です。PCMはカルコゲナイド材料（GST）をジュール熱で加熱・急冷し、結晶相（低抵抗）とアモルファス相（高抵抗）を切り替えるため書き込み電力が大きめですが、中間抵抗を作りやすく多値記憶（MLC）に適します。ReRAMは電圧印加で酸化膜中の導電フィラメントを形成・破断させる方式で、低電圧・低電力で書き込める一方、多値化にはばらつき管理という課題があります。
主な違い
| 観点 | PCM（相変化メモリ） | ReRAM（抵抗変化メモリ） |
|---|---|---|
| 記憶原理 | GST材料の結晶相（低抵抗）/アモルファス相（高抵抗） | 酸化膜中の導電フィラメント生成/消滅 |
| 書き込み機構 | ジュール熱による加熱・急冷で相変化 | 電圧印加でフィラメントを形成/破断 |
| 消費電力 | 相変化に発熱を伴い書き込み電力が大きめ | 低電圧・低電力書き込みが可能 |
| 多値記憶 | 中間抵抗を作りやすくMLCに適する | 多値化は可能だがばらつき管理が課題 |
| 代表的実用例 | 3D XPoint（Intel Optane） | 組み込みeNVM（ファウンドリ提供） |
| 主な課題 | 書き込み電力・抵抗ドリフト | フィラメントばらつき・保持特性 |
PCMの仕組みと実用例
PCMは、カルコゲナイド（Ge-Sb-Te：GST）に電流を流して発生するジュール熱で、急冷すればアモルファス（高抵抗）、徐冷すれば結晶（低抵抗）に切り替えます。中間状態を作れるため多値化に向き、IntelとMicronの3D XPoint（Optane）として、DRAMとNANDの間を埋めるストレージクラスメモリに実用化されました。
ReRAMの仕組みと用途
ReRAMはMIM構造の酸化膜中に導電フィラメントを生成・破断して抵抗を変えます。構造が単純で低電圧・低電力に書き込め、微細化・積層に向きます。フィラメント生成のばらつき制御が課題ですが、マイコン混載の組み込み不揮発メモリ（eNVM）として実用化が進んでいます。
両者の使い分け
多値・大容量のストレージクラスメモリを狙う方向ではPCMが先行し、低消費電力・シンプル構造の組み込み用途ではReRAMが有力です。いずれもMRAMと並ぶ新世代NVMで、消費電力・保持特性・コストの要求に応じて使い分けられます。
よくある質問
3D XPoint（Optane）はPCMですか？
PCMとReRAMはどちらが省電力ですか？
どちらが大容量化に向きますか？
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出典・参考資料
- SCREENセミコンダクターソリューションズ「初心者のための半導体入門：相変化メモリ」（2026/10/10 確認）
- パナソニック「セキュリティLSI向け高速・低消費電力ReRAM（Panasonic Technical Journal Vol.63 No.2）」（2026/10/10 確認）