开发出世界上最快的闪存：写入时间仅需 400 皮秒

快速阅读: 据《Tom 的硬件》最新报道，复旦大学研发的超快皮秒级非易失性存储设备“PoX”，切换速度达400皮秒，突破闪存速度极限。该设备采用二维狄拉克石墨烯材料，能耗低且速度快，可解决AI硬件内存瓶颈。团队正推进其实现商业化应用。

（图片来源：复旦大学）

由复旦大学上海团队开发的一种超快皮秒级非易失性存储设备，为闪存性能设定了新的标杆。那么，什么是皮秒级存储？它指的是能够在十亿分之一秒或一万亿分之一秒内读写数据的存储器。这款新开发的芯片名为“PoX”（相变氧化物），其切换速度可达400皮秒，远超此前每秒200万次操作的世界纪录。传统SRAM（静态随机存取存储器）和DRAM（动态随机存取存储器）能在1至10纳秒内写入数据，但它们是易失性的，一旦断电，所有存储的数据都会丢失。另一方面，SSD和USB驱动器中使用的闪存是非易失性的，即便在无电源状态下也能保留数据，但其速度较慢，通常需要微秒甚至毫秒级别。这种速度限制使闪存在现代人工智能系统中显得力不从心，因为这些系统需要在实时处理过程中几乎即时地移动和更新大量数据。

由于PoX是非易失性存储器，在空闲状态下无需供电即可保存数据。其极低能耗与超快皮秒级写入速度的结合，可能有助于解决AI硬件中的长期内存瓶颈问题，因为目前大多数能源被用于数据传输而非数据处理。复旦大学周鹏教授及其团队完全重新设计了闪存结构，他们没有采用传统的硅材料，而是选择了二维狄拉克石墨烯，这种材料因其能让电荷快速自由移动而闻名。通过调整存储通道的高斯长度，他们进一步优化了设计，创造了所谓的二维超级注入现象。这导致存储层中异常快速且几乎无限的电荷流动，有效规避了传统存储器面临的速度限制。

为了加速这项技术的实际应用部署，研究团队正与制造合作伙伴紧密协作贯穿整个研发过程。已成功完成一次投片验证，取得初步积极成果。复旦大学国家集成电路与系统重点实验室研究员刘春森表示：“我们现在能够制作出一款小型、功能齐全的芯片。下一步是将其集成到现有的智能手机和计算机中。这样，在手机和电脑上部署本地模型时，我们将不再遇到现有存储技术引起的延迟和发热等瓶颈问题。”

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主题：闪存
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库纳尔·库拉尔是Tom’s Hardware的特约作者。他是一名长期的技术记者和评论员，专注于PC组件和外围设备，并欢迎有关构建PC的所有问题。

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