本報上海4月20日電(記者顏維琦)“在一眨眼的時間內(nèi),,超級閃存已經(jīng)工作10億次,而原來的U盤只能工作1000次,。相當(dāng)于光在走了12厘米的時間里,,幾千個電子已經(jīng)儲存完畢,。”近日,,復(fù)旦大學(xué)周鵬、劉春森團(tuán)隊成功研制“破曉(PoX)”皮秒(1皮秒為1萬億分之一秒)閃存器件,,擦寫速度達(dá)到亞1納秒(400皮秒),是人類目前掌握的最快半導(dǎo)體電荷存儲器件,。相關(guān)成果發(fā)表于國際期刊《自然》,。
從遠(yuǎn)古時代結(jié)繩記事開始,人類對信息存儲速度的追求從未止步,。隨著科技不斷發(fā)展,,電荷被證明是最佳存儲媒介,能夠以驚人的速度和卓越的可靠性承載海量數(shù)據(jù),,為信息時代的繁榮奠定堅實基礎(chǔ),。然而,隨著人工智能時代到來,,計算范式正從傳統(tǒng)的邏輯運(yùn)算逐漸轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動,,現(xiàn)有的分級存儲架構(gòu)難以滿足計算芯片對極高算力和能效的需求,亟須存儲技術(shù)的突破來實現(xiàn)變革,。針對AI(人工智能)計算所需的算力與能效要求,,信息存取速度直接決定了算力上限,非易失性存儲技術(shù)成為實現(xiàn)超低功耗的關(guān)鍵,。因此,,破局在于解決集成電路領(lǐng)域最為關(guān)鍵的基礎(chǔ)科學(xué)問題:信息的非易失存取速度極限。
據(jù)了解,,目前速度最快的存儲器均為易失性存儲器,,例如靜態(tài)隨機(jī)存儲器(SRAM)和動態(tài)隨機(jī)存儲器(DRAM)。這類存儲器的速度極限約為3T(即晶體管開關(guān)時間的三倍,,低于1納秒,,1納秒為十億分之一秒),代表了當(dāng)今信息存取速度的最高水平,。然而,,其斷電后數(shù)據(jù)丟失的特性限制了其在低功耗場景下的應(yīng)用。相比之下,,以閃存(Flash)為代表的非易失性存儲器雖然具備極低功耗優(yōu)勢,,但由于其電場輔助編程速度遠(yuǎn)低于晶體管開關(guān)速度,難以滿足AI計算對數(shù)據(jù)極高速存取的需求,。
周鵬,、劉春森團(tuán)隊基于器件物理機(jī)制的創(chuàng)新,持續(xù)推進(jìn)高速非易失性閃存技術(shù)的研發(fā),。團(tuán)隊構(gòu)建相關(guān)模型,,據(jù)此研制“破曉(PoX)”皮秒閃存器件,其性能超越同技術(shù)節(jié)點下世界最快的易失性存儲SRAM技術(shù),,意味著現(xiàn)有存儲技術(shù)邊界被重新定義,。
業(yè)內(nèi)專家分析,,閃存作為性價比最高、應(yīng)用最廣泛的存儲器,,一直是國際科技巨頭技術(shù)布局的基石,。復(fù)旦大學(xué)團(tuán)隊研發(fā)的突破性高速非易失閃存技術(shù)不僅有望改變?nèi)虼鎯夹g(shù)格局,進(jìn)而推動產(chǎn)業(yè)升級并催生全新應(yīng)用場景,,也將為我國在相關(guān)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)引領(lǐng)提供有力支撐,。