研究人员计划创办公司,在五年内将这项技术推向市场。
上海复旦大学的科学家开发出一种二维闪存,可在室温下利用单个电子存储数据。这大大降低了数据处理所需的能耗,并有可能让人工智能模型在手机上运行。
我们如今使用的最先进的随机存取存储器(RAM)设备,主要为完成两件事:一是存储二进制数据,二是防止数据淹没在噪声中。为此,这些芯片需要以大量电子作为庞大的能量“蓄水池”。
据估计,可靠地存储一个比特的信息大约需要20万个电子。因此,如果能大幅降低能耗,就能让更多数据处理在本地完成,而不必依赖大型数据中心。
这一概念已存在一段时间,人们也多次尝试将其变为现实,但直到现在,成功依然难以企及。
归一:回归于一
存储器就像是电子的蓄水池,探测单个电子,无异于在巨型水库中察觉一滴水引起的涟漪。由微电子学教授周鹏带领的科学家团队,利用超薄材料石墨烯设计出一款二维闪存芯片,攻克了这一难题。
这种设计实际上改变了“蓄水池的池壁”,使电子无法逃逸,而单个电子引发的涟漪能被放大成一个幅度很大的信号。研究团队发现,该系统中的单电子信号约为0.5伏,而其他实验系统中探测到的信号仅为几十毫伏。
芯片设计的灵感来源于中国的一个佛教用语——“芥子纳须弥”,意指微小的芥子也能容纳须弥山,一切至理终将归一。周鹏团队将其技术称为“归一”,意为“回归于一”。
除了展示单电子数据存储之外,“归一”技术还帮助验证了编程电压量子化和自限制编程等量子行为。利用这些量子行为,可实现第N个量子态的精准读写,从而增加单枚芯片上可存储的信息量。
下一步做什么?
由于这项技术有潜力彻底改变二进制数据的存储和使用方式,爱好者们热切期待它实现商业化并进入主流应用。周鹏计划在今年内创办一家公司,力求在五年内将这项技术推向市场。
他告诉媒体,要实现这一目标,技术必须首先进入大规模量产阶段,然后才能颠覆现有方案,“撼动数据存储行业”。
二维芯片并非周鹏在数据存储技术领域的唯一成果。去年4月,研究人员发布了世界上最快的非易失性存储“破晓”(PoX);六个月后,又推出了原子芯片集成框架“长缨”(Changying)。“长缨”使“破晓”能够与硅基硬件集成,制造出全球首款二维硅混合闪存芯片。
这些进展无疑将助力构建一个未来——那时,人工智能模型或许真的能在手机上以极低功耗运行。
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