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相变存储新方向:无需提升生产工艺,功耗表现提升15倍

2024-04-24 17:32:31 综合报道 阅读:
近日,韩国科学技术院(KAIST)的研究团队成功开发出一种超低功耗的下一代相变存储器,这一存储设备有望替代现有内存,并为未来的人工智能硬件实现神经拟态计算提供支持···

DRAM(动态随机存储器)速度快但会丢失数据,而NAND闪存作为存储设备读写速度较慢但信息不易丢失。而相变存储器是一种利用物质在非晶态和晶态之间电阻状态的变化来存储或处理信息的存储器件,其综合了DRAM和NAND闪存的优点,同时具备高速和非易失性特性,因此,它备受关注被视为下一代存储技术的主要方向之一。fHjednc

近日,韩国科学技术院(KAIST)的研究团队成功开发出一种超低功耗的下一代相变存储器,这一存储设备有望替代现有内存,并为未来的人工智能硬件实现神经拟态计算提供支持。fHjednc

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新型相变存储器概念图,以及与传统相变存储器功耗对比fHjednc

现有的相变存储器一般采用超精细半导体曝光工艺制造,制造工艺成本昂贵,且往往需要很大的电流来进行复位过程,器件的功耗较高。该研究团队采用了一种创新方法,只需要极少量电流就能形成相变材料,独立形成了纳米级相变丝,无需昂贵的曝光工艺,并且制造出的相变存储器功耗非常低。fHjednc

根据测试,该器件的复位电流仅为约10μA,比传统的相变存储器复位电流要低1-2个数量级,设备功耗上,传统相变存储器要高于该器件15倍以上。同时,这种新型相变存储器也保持了良好的存储特性,例如大开/关比、快速度、小变化和多级存储特性等。fHjednc

据悉,过去业界为了降低相变存储器功耗,一般会使用更加精细的半导体曝光工艺来减少器件的物理尺寸,从而降低功耗,但这种方式的成本非常高且效果一般。该研究团队另辟蹊径,直接通过降低复位电流的方式大幅提升了相变存储器的能源效率,降低了器件的制造成本,为神经形态计算系统、边缘处理器、内存计算系统甚至传统内存应用的开发提供了一个新的方向。fHjednc

责编:Ricardo
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