Память с изменением фазового состояния

Для термина «PCM» см. также другие значения.

Типы компьютерной памяти

Энергозависимая

Современные распространённые типы DRAM (в том числе DDR SDRAM) SRAM Перспективные T-RAM Z-RAM TTRAM Устаревшие типы Память на линиях задержки Запоминающая электростатическая трубка (англ.) Запоминающая ЭЛТ

Энергонезависимая

ПЗУ PROM EPROM EEPROM Флеш-память Первые разработки FRAM MRAM PRAM Перспективные CBRAM SONOS RRAM Беговая память (Racetrack) Nano-RAM Millipede Устаревшие типы Магнитный барабан Память на магнитных сердечниках Память на магнитной проволоке Память на ЦМД Память на твисторах

Phase-change memory (память на основе фазового перехода) (также известна как PCM, PRAM, PCRAM, Ovonic Unified Memory, Chalcogenide RAM и C-RAM) — новый тип энергонезависимой памяти. PRAM основывается на уникальном поведении халькогенида, который при нагреве может «переключаться» между двумя состояниями: кристаллическим и аморфным. В последних версиях смогли добавить ещё два дополнительных состояния, эффективно удвоив информационную ёмкость чипов. PRAM — одна из новых технологий памяти, созданная в попытке превзойти в области энергонезависимой памяти почти универсальную флеш-память, обладающую некоторым количеством практических проблем, решить которые как раз надеялись в PRAM.

Предыстория

Свойства халькогенида с точки зрения потенциальной технологии памяти впервые были исследованы Стэнфордом Овшинским из компании Energy Conversion Devices в 1960-х. В 1970 года в сентябрьском выпуске Electronics, Гордон Мур — один из основателей Intel — опубликовал статью, касающуюся технологии. Однако качество материала и энергопотребление не позволили перевести технологию в коммерческое русло. Уже гораздо позже вновь возник интерес к этой технологии, равно как и исследования по ней, тогда как технологии флеш- и DRAM-памяти согласно расчетами должны были столкнуться с проблемами масштабирования при уменьшении размерности процессов литографии чипов.

Кристаллическое и аморфное состояния халькогенида кардинально различаются электрическим сопротивлением, а это лежит в основе хранения информации. Аморфное состояние, обладающее высоким сопротивлением, используется для представления двоичного 0, a кристаллическое состояние, обладающее низким уровнем сопротивления, представляет 1. Халькогенид — это тот же самый материал, что используется в перезаписываемых оптических носителях (как, например, CD-RW и DVD-RW). В таких носителях оптические свойства материала поддаются управлению лучше, чем его электрическое сопротивление, так как показатель преломления халькогенида также меняется в зависимости от состояния материала.

Хотя PRAM пока не достиг коммерческого успеха в области бытовой электроники, почти все прототипы используют халькогениды в сочетании с германием, сурьмой и теллуром (GeSbTe), сокращенно именуемыми GST. Стехиометрический состав или коэффициенты элементов Ge:Sb:Te равны 2:2:5. При нагревании GST до высокой температуры (свыше 600 °C) его халькогенидная составляющая теряет свою кристаллическую структуру. При остывании она превращается в аморфную стеклоподобную форму, а его электрическое сопротивление возрастает. При нагревании халькогенида до температуры выше его точки кристаллизации, но ниже температуры плавления, он переходит в кристаллическое состояние с существенно более низким сопротивлением. Время полного перехода к этой фазе зависит от температуры. Более холодные части халькогенида дольше кристаллизуются, а перегретые части могут расплавиться. В общем случае используемое время кристаллизации составляет порядка 100 нс. Это несколько дольше, чем у обычной энергозависимой памяти, как, например, современные DRAM-чипы, чье время переключения составляет порядка двух наносекунд. Однако в январе 2006 года корпорация Samsung Electronics запатентовала технологию, свидетельствующую о том, что PRAM может достигать времени переключения в пять наносекунд.

Более поздние исследования Intel и ST Microelectronics позволили контролировать состояние материала более тщательно, позволяя ему превращаться в одно из четырёх состояний: два предыдущих (аморфное и кристаллическое) и два новых (частично кристаллических). Каждое из этих состояний обладает собственными электрическими свойствами, которые могут замеряться при чтении, позволяя одной ячейке хранить два бита, удваивая тем самым плотность памяти.

PRAM и Flash

Наиболее интересным вопросом является время переключения, затрачиваемое PRAM, и другими заменителями флеш-памяти. Чувствительность PRAM к температуре, возможно, является самой заметной проблемой, решение которой может потребовать изменений в производственном процессе у поставщиков, заинтересованных в технологии.

Флеш-память работает за счет изменения уровня заряда (электронов), хранимого внутри за затвором МОП-транзистора. Затвор создается со специальным «стеком», разработанным для удерживания заряда (или на плавающем затворе, или в «ловушках» изолятора). Наличие заряда внутри затвора изменяет пороговое напряжение транзистора <math>V_{th}</math>, делая его выше или ниже, означая 1 или 0, к примеру. Изменение состояния битов требует сброса накопленного заряда, что, в свою очередь, требует относительно высокого напряжения для «вытягивания» электронов из плавающего затвора. Такой скачок напряжения обеспечивается за счет подкачки заряда, что требует некоторого времени для накопления энергии. Общее время записи для распространенных флеш-устройств составляет порядка 1 мс (для блока данных), что примерно в 100,000 раз выше обычного времени считывания в 10 нс для SRAM, к примеру (на байт).

PRAM может предложить существенно более высокую производительность в областях, требующих быстрой записи, за счет того, что элементы памяти могут быстрее переключаться, а также благодаря тому, что значение отдельных битов можно изменить на 1 или 0 без предварительного стирания целого блока ячеек. Высокая производительность PRAM, которая в тысячу раз быстрее, чем обычные жесткие диски, делает её чрезвычайно интересной с точки зрения энергонезависимой памяти, производительность которой в настоящее время ограничена временем доступа (к памяти).

Кроме того, каждое применение напряжения вызывает необратимую деградацию ячеек флеш-памяти. По мере увеличения размера ячейки урон от программирования растет из-за требуемой программой подачи напряжения, которое не изменяется в соответствии с размерностью процесса литографии. Большинство флеш-устройств обладают порядка 10,000—100,000 циклов записи на сектор, а большинство флеш-контроллеров выполняют распределение нагрузки для распределения операций записи по множеству физических секторов, так, чтобы нагрузка на каждый отдельно взятый сектор была небольшой.

PRAM-устройства также деградируют по мере использования, но по другим причинам, нежели флеш-память, причем деградация происходит гораздо медленнее. PRAM-устройство может выдержать порядка 100 миллионов циклов записи. Время жизни чипа PRAM ограничено механизмами, вроде деградации из-за расширения GST при нагревании во время программирования, смещения металлов (и других материалов), а также пока ещё не исследованных факторов.

Части флеш-памяти могут быть запрограммированы до припаивания к плате, или могут даже быть приобретены заранее запрограммированными. Содержимое PRAM, напротив, теряется при высокой температуре, необходимой при припаивании устройства к плате (смотри Пайка оплавлением припоя или Волновая пайка). Это ухудшает устройство с точки зрения экологии производства. Производитель, использующий части PRAM, должен обеспечивать механизм для программирования чипов PRAM уже «в системе», то есть после их припаивания к плате.

Специальные затворы, используемые во флеш-памяти, допускают со временем «утечки» заряда (электронов), вызывая повреждение и потерю данных. Сопротивление в элементах памяти PCM является более стабильным; при нормальной рабочей температуре в 85 °C предполагается хранение данных сроком более 300 лет.

За счёт тщательной настройки величины заряда, хранимого на затворе, флеш-устройства могут хранить несколько (обычно два) бита в каждой физической ячейке. Это эффективно удваивает плотность памяти, снижая её стоимость. PRAM-устройства первоначально хранили лишь один бит на ячейку, но последние достижения Intel позволили обойти эту проблему.

Так как флеш-устройства используют удержание электронов для хранения информации, то они подвержены повреждениям данных из-за радиации, что делает их непригодными к использованию в космической и военной областях. PRAM демонстрирует более высокую устойчивость к радиации.

Переключатели ячеек PRAM могут использовать широкий диапазон устройств: диоды, биполярные транзисторы или N-МОП-транзисторы. Применение диода или биполярного транзистора обеспечивает наибольшую величину тока для данного размера ячейки. Однако проблема с использованием диода возникает из-за паразитных токов в соседних ячейках, равно как и более высоких требований к напряжению. Сопротивление халькогенидов необходимо повысить, что влечет за собой использование диода, так как рабочее напряжение должно значительно превышать 1 В для гарантии достаточного исхода тока от диода. Возможно, наиболее важная значимость использования массива переключателей на основе диодов (особенно это касается больших массивов) заключается в абсолютной склонности к обратной утечке тока из лишних линий битов. В транзисторных массивах только нужные линии битов допускают сток заряда. Различия в стоке заряда колеблются в районе нескольких порядков. Дальнейшая проблема с масштабированием ниже 40 нм является эффектом определённых примесей, так как связь типа p-n значительно снижает область действия.

2000 и после

В августе 2004 года компания Nanochip лицензировала технологию PRAM для использования в устройствах хранения на основе МЭМС-электродов (микроэлектромеханических систем). Эти устройства не являются твердотельными. Напротив, довольно небольшая пластина, покрытая халькогенидом, помещается между множеством (тысячи или даже миллионы) электродов, которые могут считывать или записывать на халькогенид. Технология микропереноса (micro-mover) корпорации Hewlett-Packard позволяет позиционировать пластину с точностью до 3 нанометров, за счет чего становится возможной плотность более 1 терабита (128 Гб) на квадратный дюйм, если технология будет усовершенствована. Основная идея заключается в уменьшении количества соединений, распаиваемых на чипе; вместо соединений для каждой ячейки ячейки помещаются ближе друг к другу, и считываются зарядом, проходящим через МЭМС-электроды, которые и выступают в роли соединений. Подобное решение несёт в себе идею, схожую с технологией Millipede корпорации IBM.

В сентябре 2006 года корпорация Samsung анонсировала прототип 512 мегабитного (64 Мб) устройства, использующего в своей основе переключающий диод. Подобный анонс был довольно неожиданным, а повышенное внимание он привлек благодаря прозрачной высокой плотности. Размер ячеек прототипа составлял лишь 46.7 нм, что было менее, чем у коммерческих флеш-устройств, доступных на тот момент. Хотя и были доступны флеш-устройства с более высокой ёмкостью (64 Гбит, 8 Гб, только появились на рынке), остальные технологии, соревнующиеся в стремлении заменить флеш-технологию, обладали более низкой плотностью (т. е. бо́льшими размерами ячеек). Например, при производстве MRAM- и FRAM-памяти удалось достичь 4 Мбит. Высокая плотность прототипов PRAM-памяти от Samsung предполагала гарантированную жизнь как конкурента флеш-памяти, не ограничиваясь нишевой ролью, как другие технологии. PRAM выглядит чрезвычайно привлекательно в качестве потенциальной замены для флеш-памяти типа NOR, у которой ёмкость устройства обычно отставала от ёмкости флеш-памяти типа NAND. (новейшие разработки в области ёмкости NAND-памяти преодолели рубеж в 512 Мбит некоторое время назад). Флеш-память типа NOR предлагает схожую плотность с показателями PRAM-прототипов от Samsung, причем уже предлагает битовую адресуемость (в отличие от NAND, у которой доступ к памяти осуществляется через "банки", состоящих из множества байт).

После анонса от Samsung последовало совместное заявление от Intel и STMicroelectronics, продемонстрировавших собственные PCM-устройства в рамках Intel Developer Forum, проходившего в октябре 2006 года. Они показали 128-Мбитный образец, которые недавно начали производиться на исследовательской фабрике STMicroelectronics в Аграте, Италия. Intel утверждала, что устройства были лишь демонстрационными экземплярами, но они ожидали начала производства готовых образцов в течение нескольких месяцев, а в течение нескольких лет — и широкое коммерческое производство. Intel, судя по их заявлениям, нацеливала свои PCM-продукты на ту же область рынка, что и Samsung.

PCM — весьма многообещающая технология с точки зрения военной и аэрокосмической областей, где радиация делает бессмысленным использование стандартной энергонезависимой памяти, как, например, флеш-память. PCM-устройства были представлены военной корпорацией BAE Systems, получившие название C-RAM, причем было заявлено о великолепной стойкости к радиационному излучению (Упрочнение путём облучения) и неподверженности к latchup-эффекту. Более того, BAE заявляла о выдерживании порядка 10⁸ циклов записи, что делает эту разработку претендентом на замену PROM- и EEPROM-чипов в космических системах.

В феврале 2008 года инженеры Intel совместно с STMicroelectronics продемонстрировали первый прототип многоуровневого (MLC) PCM-массива. Прототип мог хранить два логических бита на физическую ячейку, то есть 256 Мбит эффективной памяти хранились в 128 Мбит физической. Это означает, что вместо обычных двух состояний — полностью аморфное или полностью кристаллическое — добавляются ещё два дополнительных промежуточных состояния, представляющих различные степени частичной кристаллизации, позволяя дважды сохранять массивы битов в одной физической области на чипе.

Также в феврале 2008 года Intel и STMicroelectronics начали поставки прототипных образцов их первого PCM-продукта, доступного заказчикам. Продукт, выполненный по 90-нм процессу, обладавший 128 Мбит (16 Мб), получил название Альверстоун (Alverstone).

Проблемы

Наибольшей проблемой памяти на основе фазового перехода является требование плотности программируемого заряда (>10⁷ A/см², для сравнения у обычных транзисторов или диодов равно 10⁵−10⁶ A/см²) в активной фазе. Благодаря этому область воздействия становится значительно меньше, чем у управляющего транзистора. Из-за данного различия структуры памяти на основе фазового перехода приходится упаковывать в более горячий и склонный к произвольному фазовому переходу материал в литографические размеры. Из-за этого стоимость процесса по цене проигрывает в сравнении с флеш-памятью.

Контакт между горячей областью фазового перехода и соседним диэлектриком — ещё один из нерешенных фундаментальных вопросов. Диэлектрик может допустить утечку заряда при повышении температуры, или может отрываться от материала с фазовым переходом при расширении на различных этапах.

Память с фазовым переходом весьма восприимчива к произвольному фазовому переходу. Это происходит в основном из-за того факта, что фазовый переход — температурно управляемый процесс по сравнению с электронным. Термические условия, допускающие быструю кристаллизацию, не должны быть близки к условиям сохранения устойчивого состояния, например, комнатной температуре. В противном случае удерживание данных не будет сколько-нибудь продолжительным. При соответствующей энергии активации кристаллизации возможно достичь быстрой кристаллизации путём задания соответствующих условий, в то время как при обычных условиях будет происходить очень медленная кристаллизация.

Вероятно, наибольшей проблемой памяти с изменением фазового состояния является постепенное изменение сопротивления и порогового напряжения с течением времени. Сопротивление аморфного состояния медленно возрастает по степенному закону(~t^0.1). Это несколько ограничивает возможность использования многоуровневых ячеек памяти (в дальнейшем нижележащее промежуточное состояние будет путаться с вышележащим промежуточным состоянием) и может подвергать опасности стандартную двухфазовую операцию, в случае если пороговое напряжение превысит предусмотренное значение.

Хронология

• Сентябрь 1966: Стэнфорд Овшинский получил первый патент, касающийся технологии фазового перехода.
• Июнь 1969: Патент под номером 3,448,302, выданный Овшинскому, ознаменовал появление первой устойчиво функционирующей памяти на основе фазового перехода.
• Сентябрь 1970: Гордон Мур публикует свои исследования в журнале Electronics.
• Июнь 1999: Ovonyx присоединяется к рискованному мероприятию по созданию коммерческой PRAM-технологии.
• Ноябрь 1999: Lockheed Martin начинает работу совместно с Ovonyx над PRAM для применения в космической отрасли.
• Февраль 2000: Intel вкладывает средства в Ovonyx, лицензирует технологию.
• Декабрь 2000: ST Microelectronics лицензирует PRAM-технологию у Ovonyx.
• Март 2002: Macronix получает патент на бестранзисторную PRAM.
• Июль 2003: Samsung начинает работы над PRAM-технологией.
• с 2003 по 2005: Патенты, связанные с PRAM, получают Toshiba, Hitachi, Macronix, Renesas, Elpida, Sony, Matsushita, Mitsubishi, Infineon и другие компании.
• Август 2004: Nanochip лицензирует PRAM-технологию у Ovonyx для использования в устройствах хранения на базе МЭМС.
• Август 2004: Samsung демонстрирует работающий 64-Мбитный PRAM-массив.
• Февраль 2005: Elpida лицензирует PRAM-технологию у Ovonyx.
• Сентябрь 2005: Samsung демонстрирует работающий 256-Мбитный PRAM-массив, обращая внимание на программируемый заряд в 400µA.
• Октябрь 2005: Intel увеличивает инвестиции в Ovonyx.
• Декабрь 2005; Hitachi и Renesas демонстрируют 1.5-вольтную PRAM-память с программируемым зарядом в 100µA.
• Декабрь 2005: Samsung лицензирует PRAM-технологию у Ovonyx.
• Июль 2006: BAE Systems начинает продажи первого коммерческого PRAM-чипа, [www.baesystems.com/Newsroom/NewsReleases/2006/autoGen_10703020214.html радиационно упрочнённой C-RAM 512Kx8].
• Сентябрь 2006: Samsung анонсирует 512-Мбитное PRAM-устройство.
• Октябрь 2006: Intel и STMicroelectronics демонстрируют 128-Мбитный PRAM-чип.
• Декабрь 2006: IBM Research Labs демонстрирует прототип 3, выполненный по технологии 20 нанометров.
• Январь 2007: Qimonda лицензирует PRAM-технологию у Ovonyx.
• Апрель 2007: Директор по технологиям Intel Джастин Рэттнер уполномочен провести первую публичную демонстрацию разработок компании в области PRAM-технологии .
• Октябрь 2007: Hynix начинает заниматься PRAM-путём [www.digitimes.com/news/a20071001PR200.html лицензирования технологии у Ovonyx].
• Февраль 2008: Intel и STMicroelectronics анонсируют четырёхпозиционную (т. е. обладающую четырьмя состояниями) MLC PRAM и начинает поставки образцов заказчикам..
• Декабрь 2008: Numonyx анонсирует массовое производство 128-Мбитных PCM-устройств для определенных заказчиков.
• Июнь 2009: RAM на основе фазового перехода производства Samsung выходит в массовое производство, стартовавшее в июне.
• Сентябрь 2009: Samsung анонсировало начало массового производства 512-Мбитных PRAM-устройств .
• Октябрь 2009: Intel и Numonyx объявляют о нахождении ими способа размещения массивов PCM-памяти в несколько слоёв на одной подложке.
• Декабрь 2009: Numonyx анонсировала устройство 1 Гб, изготовленное по 45-нм технологии.
• Апрель 2010: Numonyx выпустила серию устройство Omneo (P8P and P5Q), произведённых по 90-нм технологии.
• Апрель 2010: Samsung выпустила устройство объёмом 512 мегабит, изготовленное по 65-нм процессу.
• Февраль 2011: Samsung представила устройство объёмом 1 гигабит, изготовленное по 58-нм процессу, с рабочим напряжением 1.8В.
• Февраль 2012: Samsung представила устройство объёмом 8 гигабит, изготовленное по 20-нм процессу, с рабочим напряжением 1.8В.
• Июль 2012: Micron announces availability of Phase-Change Memory for mobile devices - the first PRAM solution in volume production
• Явнарь 2014: Micron withdraws all PCM parts from the market.
• Май 2014: IBM demonstrates combining PCM, conventional NAND, and DRAM on a single controller
• Август 2014: Western Digital demonstrates prototype PCM storage with 3 million I/Os and 1.5 microsecond latency
• Июль 2015: Intel and Micron announced 3D Xpoint memory where phase change alloy is used as a storage part of a memory cell.

Ссылки

Ресурсы и сайты

• [www.numonyx.com/ Официальный сайт Numonyx] (англ.)
• [ovonyx.com/ Официальный сайт Ovonyx, Inc.] (англ.)
• [www.ovonic.com Официальный сайт Energy Conversion Devices, Inc.] (англ.)
• [www.3dnews.ru/tags/PRAM Архив новостей, связанных с PRAM], на сайте 3Dnews.ru (рус.)

Новости и пресс-релизы

• [www.hitachi.com/New/cnews/051213.html Hitachi and Renesas Technology Develop Low-Power MOS Phase-Change Memory Cells for On-Chip Memory of Microcontrollers] (англ.)
• [www.hp.com/hpinfo/abouthp/iplicensing/ars.html HP's probe storage program] (англ.)
• [www.eis.na.baesystems.com/news_room/new_product_release/c_ram.htm BAE SYSTEMS Develops High-Density, Radiation-Hardened C-RAM Semiconductor] (англ.)
• [www.baesystems.com/ProductsServices/bae_prod_eis_cram.html Коллекция брошюр по C-RAM] на официальном сайте BAE Systems (англ.)
• [news.modnews.ru/view/6149 Samsung ведёт разработки нового вида памяти] (рус.)

Отрывок, характеризующий Память с изменением фазового состояния

– Люди сказывали, все в том же положении.
Что значило «все в том же положении», княжна не стала спрашивать и мельком только, незаметно взглянув на семилетнего Николушку, сидевшего перед нею и радовавшегося на город, опустила голову и не поднимала ее до тех пор, пока тяжелая карета, гремя, трясясь и колыхаясь, не остановилась где то. Загремели откидываемые подножки.
Отворились дверцы. Слева была вода – река большая, справа было крыльцо; на крыльце были люди, прислуга и какая то румяная, с большой черной косой, девушка, которая неприятно притворно улыбалась, как показалось княжне Марье (это была Соня). Княжна взбежала по лестнице, притворно улыбавшаяся девушка сказала: – Сюда, сюда! – и княжна очутилась в передней перед старой женщиной с восточным типом лица, которая с растроганным выражением быстро шла ей навстречу. Это была графиня. Она обняла княжну Марью и стала целовать ее.
– Mon enfant! – проговорила она, – je vous aime et vous connais depuis longtemps. [Дитя мое! я вас люблю и знаю давно.]
Несмотря на все свое волнение, княжна Марья поняла, что это была графиня и что надо было ей сказать что нибудь. Она, сама не зная как, проговорила какие то учтивые французские слова, в том же тоне, в котором были те, которые ей говорили, и спросила: что он?
– Доктор говорит, что нет опасности, – сказала графиня, но в то время, как она говорила это, она со вздохом подняла глаза кверху, и в этом жесте было выражение, противоречащее ее словам.
– Где он? Можно его видеть, можно? – спросила княжна.
– Сейчас, княжна, сейчас, мой дружок. Это его сын? – сказала она, обращаясь к Николушке, который входил с Десалем. – Мы все поместимся, дом большой. О, какой прелестный мальчик!
Графиня ввела княжну в гостиную. Соня разговаривала с m lle Bourienne. Графиня ласкала мальчика. Старый граф вошел в комнату, приветствуя княжну. Старый граф чрезвычайно переменился с тех пор, как его последний раз видела княжна. Тогда он был бойкий, веселый, самоуверенный старичок, теперь он казался жалким, затерянным человеком. Он, говоря с княжной, беспрестанно оглядывался, как бы спрашивая у всех, то ли он делает, что надобно. После разорения Москвы и его имения, выбитый из привычной колеи, он, видимо, потерял сознание своего значения и чувствовал, что ему уже нет места в жизни.
Несмотря на то волнение, в котором она находилась, несмотря на одно желание поскорее увидать брата и на досаду за то, что в эту минуту, когда ей одного хочется – увидать его, – ее занимают и притворно хвалят ее племянника, княжна замечала все, что делалось вокруг нее, и чувствовала необходимость на время подчиниться этому новому порядку, в который она вступала. Она знала, что все это необходимо, и ей было это трудно, но она не досадовала на них.
– Это моя племянница, – сказал граф, представляя Соню, – вы не знаете ее, княжна?
Княжна повернулась к ней и, стараясь затушить поднявшееся в ее душе враждебное чувство к этой девушке, поцеловала ее. Но ей становилось тяжело оттого, что настроение всех окружающих было так далеко от того, что было в ее душе.
– Где он? – спросила она еще раз, обращаясь ко всем.
– Он внизу, Наташа с ним, – отвечала Соня, краснея. – Пошли узнать. Вы, я думаю, устали, княжна?
У княжны выступили на глаза слезы досады. Она отвернулась и хотела опять спросить у графини, где пройти к нему, как в дверях послышались легкие, стремительные, как будто веселые шаги. Княжна оглянулась и увидела почти вбегающую Наташу, ту Наташу, которая в то давнишнее свидание в Москве так не понравилась ей.
Но не успела княжна взглянуть на лицо этой Наташи, как она поняла, что это был ее искренний товарищ по горю, и потому ее друг. Она бросилась ей навстречу и, обняв ее, заплакала на ее плече.
Как только Наташа, сидевшая у изголовья князя Андрея, узнала о приезде княжны Марьи, она тихо вышла из его комнаты теми быстрыми, как показалось княжне Марье, как будто веселыми шагами и побежала к ней.
На взволнованном лице ее, когда она вбежала в комнату, было только одно выражение – выражение любви, беспредельной любви к нему, к ней, ко всему тому, что было близко любимому человеку, выраженье жалости, страданья за других и страстного желанья отдать себя всю для того, чтобы помочь им. Видно было, что в эту минуту ни одной мысли о себе, о своих отношениях к нему не было в душе Наташи.
Чуткая княжна Марья с первого взгляда на лицо Наташи поняла все это и с горестным наслаждением плакала на ее плече.
– Пойдемте, пойдемте к нему, Мари, – проговорила Наташа, отводя ее в другую комнату.
Княжна Марья подняла лицо, отерла глаза и обратилась к Наташе. Она чувствовала, что от нее она все поймет и узнает.
– Что… – начала она вопрос, но вдруг остановилась. Она почувствовала, что словами нельзя ни спросить, ни ответить. Лицо и глаза Наташи должны были сказать все яснее и глубже.
Наташа смотрела на нее, но, казалось, была в страхе и сомнении – сказать или не сказать все то, что она знала; она как будто почувствовала, что перед этими лучистыми глазами, проникавшими в самую глубь ее сердца, нельзя не сказать всю, всю истину, какою она ее видела. Губа Наташи вдруг дрогнула, уродливые морщины образовались вокруг ее рта, и она, зарыдав, закрыла лицо руками.
Княжна Марья поняла все.
Но она все таки надеялась и спросила словами, в которые она не верила:
– Но как его рана? Вообще в каком он положении?
– Вы, вы… увидите, – только могла сказать Наташа.
Они посидели несколько времени внизу подле его комнаты, с тем чтобы перестать плакать и войти к нему с спокойными лицами.
– Как шла вся болезнь? Давно ли ему стало хуже? Когда это случилось? – спрашивала княжна Марья.
Наташа рассказывала, что первое время была опасность от горячечного состояния и от страданий, но в Троице это прошло, и доктор боялся одного – антонова огня. Но и эта опасность миновалась. Когда приехали в Ярославль, рана стала гноиться (Наташа знала все, что касалось нагноения и т. п.), и доктор говорил, что нагноение может пойти правильно. Сделалась лихорадка. Доктор говорил, что лихорадка эта не так опасна.
– Но два дня тому назад, – начала Наташа, – вдруг это сделалось… – Она удержала рыданья. – Я не знаю отчего, но вы увидите, какой он стал.
– Ослабел? похудел?.. – спрашивала княжна.
– Нет, не то, но хуже. Вы увидите. Ах, Мари, Мари, он слишком хорош, он не может, не может жить… потому что…


Когда Наташа привычным движением отворила его дверь, пропуская вперед себя княжну, княжна Марья чувствовала уже в горле своем готовые рыданья. Сколько она ни готовилась, ни старалась успокоиться, она знала, что не в силах будет без слез увидать его.
Княжна Марья понимала то, что разумела Наташа словами: сним случилось это два дня тому назад. Она понимала, что это означало то, что он вдруг смягчился, и что смягчение, умиление эти были признаками смерти. Она, подходя к двери, уже видела в воображении своем то лицо Андрюши, которое она знала с детства, нежное, кроткое, умиленное, которое так редко бывало у него и потому так сильно всегда на нее действовало. Она знала, что он скажет ей тихие, нежные слова, как те, которые сказал ей отец перед смертью, и что она не вынесет этого и разрыдается над ним. Но, рано ли, поздно ли, это должно было быть, и она вошла в комнату. Рыдания все ближе и ближе подступали ей к горлу, в то время как она своими близорукими глазами яснее и яснее различала его форму и отыскивала его черты, и вот она увидала его лицо и встретилась с ним взглядом.
Он лежал на диване, обложенный подушками, в меховом беличьем халате. Он был худ и бледен. Одна худая, прозрачно белая рука его держала платок, другою он, тихими движениями пальцев, трогал тонкие отросшие усы. Глаза его смотрели на входивших.
Увидав его лицо и встретившись с ним взглядом, княжна Марья вдруг умерила быстроту своего шага и почувствовала, что слезы вдруг пересохли и рыдания остановились. Уловив выражение его лица и взгляда, она вдруг оробела и почувствовала себя виноватой.
«Да в чем же я виновата?» – спросила она себя. «В том, что живешь и думаешь о живом, а я!..» – отвечал его холодный, строгий взгляд.
В глубоком, не из себя, но в себя смотревшем взгляде была почти враждебность, когда он медленно оглянул сестру и Наташу.
Он поцеловался с сестрой рука в руку, по их привычке.
– Здравствуй, Мари, как это ты добралась? – сказал он голосом таким же ровным и чуждым, каким был его взгляд. Ежели бы он завизжал отчаянным криком, то этот крик менее бы ужаснул княжну Марью, чем звук этого голоса.
– И Николушку привезла? – сказал он также ровно и медленно и с очевидным усилием воспоминанья.
– Как твое здоровье теперь? – говорила княжна Марья, сама удивляясь тому, что она говорила.
– Это, мой друг, у доктора спрашивать надо, – сказал он, и, видимо сделав еще усилие, чтобы быть ласковым, он сказал одним ртом (видно было, что он вовсе не думал того, что говорил): – Merci, chere amie, d'etre venue. [Спасибо, милый друг, что приехала.]
Княжна Марья пожала его руку. Он чуть заметно поморщился от пожатия ее руки. Он молчал, и она не знала, что говорить. Она поняла то, что случилось с ним за два дня. В словах, в тоне его, в особенности во взгляде этом – холодном, почти враждебном взгляде – чувствовалась страшная для живого человека отчужденность от всего мирского. Он, видимо, с трудом понимал теперь все живое; но вместе с тем чувствовалось, что он не понимал живого не потому, чтобы он был лишен силы понимания, но потому, что он понимал что то другое, такое, чего не понимали и не могли понять живые и что поглощало его всего.
– Да, вот как странно судьба свела нас! – сказал он, прерывая молчание и указывая на Наташу. – Она все ходит за мной.
Княжна Марья слушала и не понимала того, что он говорил. Он, чуткий, нежный князь Андрей, как мог он говорить это при той, которую он любил и которая его любила! Ежели бы он думал жить, то не таким холодно оскорбительным тоном он сказал бы это. Ежели бы он не знал, что умрет, то как же ему не жалко было ее, как он мог при ней говорить это! Одно объяснение только могло быть этому, это то, что ему было все равно, и все равно оттого, что что то другое, важнейшее, было открыто ему.
Разговор был холодный, несвязный и прерывался беспрестанно.
– Мари проехала через Рязань, – сказала Наташа. Князь Андрей не заметил, что она называла его сестру Мари. А Наташа, при нем назвав ее так, в первый раз сама это заметила.
– Ну что же? – сказал он.
– Ей рассказывали, что Москва вся сгорела, совершенно, что будто бы…
Наташа остановилась: нельзя было говорить. Он, очевидно, делал усилия, чтобы слушать, и все таки не мог.
– Да, сгорела, говорят, – сказал он. – Это очень жалко, – и он стал смотреть вперед, пальцами рассеянно расправляя усы.
– А ты встретилась с графом Николаем, Мари? – сказал вдруг князь Андрей, видимо желая сделать им приятное. – Он писал сюда, что ты ему очень полюбилась, – продолжал он просто, спокойно, видимо не в силах понимать всего того сложного значения, которое имели его слова для живых людей. – Ежели бы ты его полюбила тоже, то было бы очень хорошо… чтобы вы женились, – прибавил он несколько скорее, как бы обрадованный словами, которые он долго искал и нашел наконец. Княжна Марья слышала его слова, но они не имели для нее никакого другого значения, кроме того, что они доказывали то, как страшно далек он был теперь от всего живого.
– Что обо мне говорить! – сказала она спокойно и взглянула на Наташу. Наташа, чувствуя на себе ее взгляд, не смотрела на нее. Опять все молчали.
– Andre, ты хоч… – вдруг сказала княжна Марья содрогнувшимся голосом, – ты хочешь видеть Николушку? Он все время вспоминал о тебе.
Князь Андрей чуть заметно улыбнулся в первый раз, но княжна Марья, так знавшая его лицо, с ужасом поняла, что это была улыбка не радости, не нежности к сыну, но тихой, кроткой насмешки над тем, что княжна Марья употребляла, по ее мнению, последнее средство для приведения его в чувства.
– Да, я очень рад Николушке. Он здоров?

Когда привели к князю Андрею Николушку, испуганно смотревшего на отца, но не плакавшего, потому что никто не плакал, князь Андрей поцеловал его и, очевидно, не знал, что говорить с ним.
Когда Николушку уводили, княжна Марья подошла еще раз к брату, поцеловала его и, не в силах удерживаться более, заплакала.
Он пристально посмотрел на нее.
– Ты об Николушке? – сказал он.
Княжна Марья, плача, утвердительно нагнула голову.
– Мари, ты знаешь Еван… – но он вдруг замолчал.
– Что ты говоришь?
– Ничего. Не надо плакать здесь, – сказал он, тем же холодным взглядом глядя на нее.

Когда княжна Марья заплакала, он понял, что она плакала о том, что Николушка останется без отца. С большим усилием над собой он постарался вернуться назад в жизнь и перенесся на их точку зрения.
«Да, им это должно казаться жалко! – подумал он. – А как это просто!»
«Птицы небесные ни сеют, ни жнут, но отец ваш питает их», – сказал он сам себе и хотел то же сказать княжне. «Но нет, они поймут это по своему, они не поймут! Этого они не могут понимать, что все эти чувства, которыми они дорожат, все наши, все эти мысли, которые кажутся нам так важны, что они – не нужны. Мы не можем понимать друг друга». – И он замолчал.

Маленькому сыну князя Андрея было семь лет. Он едва умел читать, он ничего не знал. Он многое пережил после этого дня, приобретая знания, наблюдательность, опытность; но ежели бы он владел тогда всеми этими после приобретенными способностями, он не мог бы лучше, глубже понять все значение той сцены, которую он видел между отцом, княжной Марьей и Наташей, чем он ее понял теперь. Он все понял и, не плача, вышел из комнаты, молча подошел к Наташе, вышедшей за ним, застенчиво взглянул на нее задумчивыми прекрасными глазами; приподнятая румяная верхняя губа его дрогнула, он прислонился к ней головой и заплакал.
С этого дня он избегал Десаля, избегал ласкавшую его графиню и либо сидел один, либо робко подходил к княжне Марье и к Наташе, которую он, казалось, полюбил еще больше своей тетки, и тихо и застенчиво ласкался к ним.
Княжна Марья, выйдя от князя Андрея, поняла вполне все то, что сказало ей лицо Наташи. Она не говорила больше с Наташей о надежде на спасение его жизни. Она чередовалась с нею у его дивана и не плакала больше, но беспрестанно молилась, обращаясь душою к тому вечному, непостижимому, которого присутствие так ощутительно было теперь над умиравшим человеком.


Князь Андрей не только знал, что он умрет, но он чувствовал, что он умирает, что он уже умер наполовину. Он испытывал сознание отчужденности от всего земного и радостной и странной легкости бытия. Он, не торопясь и не тревожась, ожидал того, что предстояло ему. То грозное, вечное, неведомое и далекое, присутствие которого он не переставал ощущать в продолжение всей своей жизни, теперь для него было близкое и – по той странной легкости бытия, которую он испытывал, – почти понятное и ощущаемое.
Прежде он боялся конца. Он два раза испытал это страшное мучительное чувство страха смерти, конца, и теперь уже не понимал его.
Первый раз он испытал это чувство тогда, когда граната волчком вертелась перед ним и он смотрел на жнивье, на кусты, на небо и знал, что перед ним была смерть. Когда он очнулся после раны и в душе его, мгновенно, как бы освобожденный от удерживавшего его гнета жизни, распустился этот цветок любви, вечной, свободной, не зависящей от этой жизни, он уже не боялся смерти и не думал о ней.
Чем больше он, в те часы страдальческого уединения и полубреда, которые он провел после своей раны, вдумывался в новое, открытое ему начало вечной любви, тем более он, сам не чувствуя того, отрекался от земной жизни. Всё, всех любить, всегда жертвовать собой для любви, значило никого не любить, значило не жить этою земною жизнию. И чем больше он проникался этим началом любви, тем больше он отрекался от жизни и тем совершеннее уничтожал ту страшную преграду, которая без любви стоит между жизнью и смертью. Когда он, это первое время, вспоминал о том, что ему надо было умереть, он говорил себе: ну что ж, тем лучше.
Но после той ночи в Мытищах, когда в полубреду перед ним явилась та, которую он желал, и когда он, прижав к своим губам ее руку, заплакал тихими, радостными слезами, любовь к одной женщине незаметно закралась в его сердце и опять привязала его к жизни. И радостные и тревожные мысли стали приходить ему. Вспоминая ту минуту на перевязочном пункте, когда он увидал Курагина, он теперь не мог возвратиться к тому чувству: его мучил вопрос о том, жив ли он? И он не смел спросить этого.

Болезнь его шла своим физическим порядком, но то, что Наташа называла: это сделалось с ним, случилось с ним два дня перед приездом княжны Марьи. Это была та последняя нравственная борьба между жизнью и смертью, в которой смерть одержала победу. Это было неожиданное сознание того, что он еще дорожил жизнью, представлявшейся ему в любви к Наташе, и последний, покоренный припадок ужаса перед неведомым.
Это было вечером. Он был, как обыкновенно после обеда, в легком лихорадочном состоянии, и мысли его были чрезвычайно ясны. Соня сидела у стола. Он задремал. Вдруг ощущение счастья охватило его.
«А, это она вошла!» – подумал он.
Действительно, на месте Сони сидела только что неслышными шагами вошедшая Наташа.
С тех пор как она стала ходить за ним, он всегда испытывал это физическое ощущение ее близости. Она сидела на кресле, боком к нему, заслоняя собой от него свет свечи, и вязала чулок. (Она выучилась вязать чулки с тех пор, как раз князь Андрей сказал ей, что никто так не умеет ходить за больными, как старые няни, которые вяжут чулки, и что в вязании чулка есть что то успокоительное.) Тонкие пальцы ее быстро перебирали изредка сталкивающиеся спицы, и задумчивый профиль ее опущенного лица был ясно виден ему. Она сделала движенье – клубок скатился с ее колен. Она вздрогнула, оглянулась на него и, заслоняя свечу рукой, осторожным, гибким и точным движением изогнулась, подняла клубок и села в прежнее положение.
Он смотрел на нее, не шевелясь, и видел, что ей нужно было после своего движения вздохнуть во всю грудь, но она не решалась этого сделать и осторожно переводила дыханье.
В Троицкой лавре они говорили о прошедшем, и он сказал ей, что, ежели бы он был жив, он бы благодарил вечно бога за свою рану, которая свела его опять с нею; но с тех пор они никогда не говорили о будущем.
«Могло или не могло это быть? – думал он теперь, глядя на нее и прислушиваясь к легкому стальному звуку спиц. – Неужели только затем так странно свела меня с нею судьба, чтобы мне умереть?.. Неужели мне открылась истина жизни только для того, чтобы я жил во лжи? Я люблю ее больше всего в мире. Но что же делать мне, ежели я люблю ее?» – сказал он, и он вдруг невольно застонал, по привычке, которую он приобрел во время своих страданий.
Услыхав этот звук, Наташа положила чулок, перегнулась ближе к нему и вдруг, заметив его светящиеся глаза, подошла к нему легким шагом и нагнулась.
– Вы не спите?
– Нет, я давно смотрю на вас; я почувствовал, когда вы вошли. Никто, как вы, но дает мне той мягкой тишины… того света. Мне так и хочется плакать от радости.
Наташа ближе придвинулась к нему. Лицо ее сияло восторженною радостью.
– Наташа, я слишком люблю вас. Больше всего на свете.
– А я? – Она отвернулась на мгновение. – Отчего же слишком? – сказала она.
– Отчего слишком?.. Ну, как вы думаете, как вы чувствуете по душе, по всей душе, буду я жив? Как вам кажется?
– Я уверена, я уверена! – почти вскрикнула Наташа, страстным движением взяв его за обе руки.
Он помолчал.
– Как бы хорошо! – И, взяв ее руку, он поцеловал ее.
Наташа была счастлива и взволнована; и тотчас же она вспомнила, что этого нельзя, что ему нужно спокойствие.
– Однако вы не спали, – сказала она, подавляя свою радость. – Постарайтесь заснуть… пожалуйста.
Он выпустил, пожав ее, ее руку, она перешла к свече и опять села в прежнее положение. Два раза она оглянулась на него, глаза его светились ей навстречу. Она задала себе урок на чулке и сказала себе, что до тех пор она не оглянется, пока не кончит его.
Действительно, скоро после этого он закрыл глаза и заснул. Он спал недолго и вдруг в холодном поту тревожно проснулся.
Засыпая, он думал все о том же, о чем он думал все ото время, – о жизни и смерти. И больше о смерти. Он чувствовал себя ближе к ней.
«Любовь? Что такое любовь? – думал он. – Любовь мешает смерти. Любовь есть жизнь. Все, все, что я понимаю, я понимаю только потому, что люблю. Все есть, все существует только потому, что я люблю. Все связано одною ею. Любовь есть бог, и умереть – значит мне, частице любви, вернуться к общему и вечному источнику». Мысли эти показались ему утешительны. Но это были только мысли. Чего то недоставало в них, что то было односторонне личное, умственное – не было очевидности. И было то же беспокойство и неясность. Он заснул.