基于石墨烯的新型闪存可在 400 皮秒内写入数据，打破所有速度记录

快速阅读: 《技术点》消息，复旦大学研究人员开发出名为”Pox”的新型闪存设备，其编程速度打破世界纪录，达400皮秒。利用石墨烯和狄拉克带结构，Pox解决了非易失性内存速度瓶颈问题，将在AI领域实现高效实时数据处理。

复旦大学上海的研究人员公布了一种闪存设备，打破了曾被认为不可逾越的速度记录。这款名为“Pox”的设备能够在400皮秒内编程数据，成为有史以来记录速度最快的半导体电荷存储设备。为了更好地理解这一成就，Pox每秒可执行250亿次操作——比同类技术的世界纪录快10万倍。其影响深远，特别是在快速发展的人工智能领域。

随着AI模型复杂性和规模的不断增加，它们对计算能力的需求也在飙升，这正在将现有的内存技术推向极限。传统的易失性内存如静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）虽然提供了令人印象深刻的高速度——通常在纳秒级别内写入数据——但一旦断电，所有存储信息都会丢失。研究人员利用石墨烯这种以其卓越电学性能著称的材料开发了Pox。非易失性内存如闪存即使断电也能保存数据，并且相比易失性内存，能耗显著降低，但它们的传统速度较慢——通常需要微秒到毫秒的时间来访问数据。

由复旦大学国家集成电路与系统重点实验室的周鹏教授带领的研究团队致力于通过重新设计闪存的物理结构来缩小这一性能差距。他们没有使用传统的硅材料，而是转向了石墨烯——一种因其卓越电学性能而闻名的二维材料——并实施了狄拉克带结构。

通过改造氧化石墨烯突破性水过滤器消除永久化学物质，研究团队利用石墨烯的弹道传输特性并精确调节记忆通道的高斯长度，开发了一种称为“超级注入”的机制。这一过程能让电荷几乎无阻碍地流入存储层，有效解决了限制非易失性内存速度数十年的瓶颈问题。

据周鹏介绍，差距非常大。“这就像该设备眨眼间就能完成10亿次操作，而普通的USB闪存驱动器只能工作1000次。同类技术的世界纪录为200万次。”

Pox的应用前景远远超出更快的消费电子设备。在人工智能领域，数据访问和处理速度是制约整体计算性能的关键因素。随着AI模型变得越来越数据密集型，能跟上处理器节奏的存储系统至关重要。凭借前所未有的速度和低功耗，Pox可以实现实时处理大规模数据集，同时还能降低数据移动所需的能耗，这是当今AI硬件中的主要低效问题之一。

(以上内容均由Ai生成)