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迄今最小原子存儲單元面世
2020-11-27 10:21:16 來源: 科技日報
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        據物理學家組織網23日報道,美國科學家研制出了迄今最小的存儲設備,其橫截面積僅1平方納米,容量約為25兆比特/平方厘米,與目前的商用閃存設備相比,每層的存儲密度提高了100倍。研究人員表示,最新研究有助于科學家研制出更快、更小、更智能、更節能的芯片,應用于從消費電子到類腦計算機等多個領域。

       研究人員稱,最新研究基于他們兩年前的研究成果。當時,他們研制出了那時最纖薄的存儲設備——“atomristor”,其厚度僅為單個原子厚度。但要使存儲設備變得更小,橫截面積也要更小。因此,在最新研究中,他們將存儲器的橫截面積縮小到僅1平方納米。

       研究人員解釋稱,制造存儲設備的材料中的缺陷或孔洞是其擁有高密度存儲能力的關鍵所在。最新研究負責人、得克薩斯大學奧斯汀分校電氣和計算機工程學係教授德傑·阿金沃德説:“當一個額外的金屬原子闖入納米孔洞內並填充它時,會將自己的一些導電性能賦予材料,這會産生變化或存儲效應。”

       阿金沃德介紹道,最新研制出的存儲器是一種憶阻器,這是存儲器研究領域的“香餑餑”,它們可以做更小,同時擁有更多存儲容量。存儲設備越小,越有望催生更小的芯片和處理器,如此也有助科學家們研制出更緊湊的計算機和手機。縮小尺寸也可以降低存儲器的能耗並提高存儲容量,這意味著科學家們可以研制出能耗更少但運行速度更快、更智能的設備。

       美國陸軍研究辦公室資助了這一研究,該辦公室項目經理帕尼·瓦拉納西説:“這項研究獲得的結果為開發國防部感興趣的下一代應用,如超高密度存儲、神經形態計算係統、射頻通信係統等鋪平了道路。”

       阿金沃德説:“存儲器領域的‘聖杯’是用單個原子控制存儲功能,我們在新研究中實現了這一點。盡管最新研究使用二硫化鉬作為主要納米材料,但我們認為,該發現可能適用于數百種相關的原子厚度的纖薄材料。”

       總編輯圈點

       憶阻器就是記憶電阻,最吸引人的一點:它可以記憶流經它的電荷數量,或者説,能記住很多信息,這和生物的神經細胞非常像。亦因此,對憶阻器的研發總是和神經形態計算係統聯係在一起。人們曾經很擔心這一研究最終會導致《終結者》裏的“天網”出現,其獲得自我意識後對創造者人類倒戈相向。但就目前的研究水平來説,這一擔心還為時過早。越來越小的憶阻器的出現,可以幫助我們實現更小的芯片和處理器,消耗更少的電力、佔用更少的空間,然後在遙遠的未來,或真正出現一套與生物大腦沒有太大區別的計算係統。

【糾錯】 責任編輯: 魏承瑤
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