英國(guó)蘭開斯特大學(xué)研究人員最近宣布,他們和西班牙同行合作開發(fā)出一種新型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備,兼具當(dāng)前內(nèi)存和閃存兩類設(shè)備的優(yōu)點(diǎn),并且能耗超低。
這所大學(xué)發(fā)布新聞公報(bào)說,新設(shè)備屬于通用型存儲(chǔ)器,既可充當(dāng)供隨時(shí)讀寫的活動(dòng)內(nèi)存,也能穩(wěn)定長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)。它有助節(jié)約能源,緩解“數(shù)字技術(shù)能源危機(jī)”,還可改善電子設(shè)備使用體驗(yàn),比如電腦可以幾秒鐘內(nèi)完成啟動(dòng)。
當(dāng)前用作內(nèi)存的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)讀寫速度快,但有易失性,即突然斷電后內(nèi)容就會(huì)消失,即使不斷電也必須每隔幾十毫秒就刷新一次,總能耗非常高。閃存里的數(shù)據(jù)可以長(zhǎng)期保存,代價(jià)是寫入和擦除需要較高電壓,能耗高、速度慢,且容易損壞。兼具非易失性、低能耗和高速度的新型存儲(chǔ)器,是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。
研究人員在新一期英國(guó)《科學(xué)報(bào)告》雜志上發(fā)表論文說,新設(shè)備采用與閃存類似的浮柵構(gòu)造,但不像閃存那樣使用金屬氧化物半導(dǎo)體,而是由砷化銦、銻化鋁和銻化鎵三種材料組成。其底部是630納米厚的銻化鎵,上面是多個(gè)交錯(cuò)的銻化鋁和砷化銦薄層,厚度從幾納米到幾十納米不等,呈現(xiàn)“千層餅”一樣的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),由于這三種半導(dǎo)體材料的量子力學(xué)特性,新設(shè)備能在低電壓下運(yùn)作,同時(shí)實(shí)現(xiàn)非易失性存儲(chǔ)。由于電壓和電容需求都很低,該設(shè)備的單位面積能耗分別是DRAM和閃存的百分之一和千分之一。此外,它需要進(jìn)行刷新的時(shí)間間隔至少比DRAM長(zhǎng)100萬倍,數(shù)據(jù)保存期限理論上比宇宙的年齡還長(zhǎng)。
隨著信息技術(shù)發(fā)展,電腦和其他電子設(shè)備需要處理的數(shù)據(jù)越來越多,存儲(chǔ)容量飛速增長(zhǎng),存儲(chǔ)器能耗問題卻對(duì)運(yùn)行效率和使用體驗(yàn)構(gòu)成嚴(yán)重制約。研究人員說,作為一種新型存儲(chǔ)設(shè)備,該技術(shù)有很大潛力。