新型石墨烯閃存記憶體以400皮秒寫入數據，打破所有速度紀錄
由Skye Jacobs報導，今日下午2:09
上海復旦大學的研究人員最近推出了一款打破之前認為無法達到的速度紀錄的閃存記憶體裝置。這款名為“PoX”的裝置可以在僅400皮秒（即四百萬分之一秒）內編程數據，使其成為有史以來最快的半導體電荷儲存裝置。
為了更好理解這一成就，PoX每秒能執行250億次操作，這是之前類似技術世界紀錄的100,000倍。
這一突破對於快速發展的人工智慧領域意義重大。隨著AI模型的複雜性和規模不斷增長，其龐大的計算需求正將現有記憶體技術推向極限。傳統的易失性記憶體，如靜態隨機存取記憶體（SRAM）和動態隨機存取記憶體（DRAM），雖然速度驚人（通常在一納秒內寫入數據），但在斷電時會丟失所有儲存的信息。
研究人員利用石墨烯這種材料來開發PoX，因為石墨烯以其卓越的電氣特性而聞名。
非易失性記憶體如閃存能在無電力的情況下保持數據，並且相比易失性記憶體消耗的能量明顯更少，但傳統上速度較慢，通常需要微秒到毫秒的時間來訪問數據。
復旦大學的研究團隊在國家集成電路系統關鍵實驗室的周鵬教授的帶領下，致力於縮短這一性能差距，重新思考閃存的物理結構。他們不再使用傳統的矽材料，而是轉向石墨烯——這種以其卓越電氣特性而受到讚譽的二維材料，並實施了一種名為Dirac能帶結構的技術。
通過利用石墨烯的彈道傳輸行為，並精確調整記憶通道的高斯長度，他們開發了一種稱為“超注入”的機制。這一過程使電荷能夠幾乎不受限制地流入儲存層，有效地消除了限制非易失性記憶體速度的瓶頸。
周鵬表示，這一差異是驚人的。“這就像一個裝置在眨眼間工作了10億次，而一個典型的USB閃存驅動器只能工作1,000次。之前類似技術的世界紀錄是200萬次。”
PoX的潛在應用遠不止於加快消費電子產品的速度。在人工智慧領域，數據的存取和處理速度是整體計算性能的關鍵限制因素。隨著AI模型變得越來越數據密集，能夠與處理器保持同步的儲存系統至關重要。憑藉其前所未有的速度和低能耗，PoX可能使得對龐大數據集的實時處理成為可能，同時減少數據移動的能量需求，這是當今AI硬件中的一大低效問題。
這項技術的突破不僅顯示了石墨烯在電子技術中的潛力，也為未來的計算技術鋪平了道路。隨著對更高效、更快速存儲解決方案的需求不斷增加，PoX的發展可能會引領新一輪的科技革命，尤其是在人工智慧和大數據領域。這不僅是技術的進步，更是對人類計算能力的深遠影響，值得業界和學術界的密切關注。
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