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新的存储单元显示出更高的稳定性

一支由英国和新加坡研究人员组成的团队已经对相变记忆进行了一段时间的调整。他们的工作最终在存储器存储技术的最新迭代中硕果累累:相变随机存取存储器系统不仅可以非常快速地改变其相位,而且在更改期间具有很高的稳定性。

大多数紧凑型计算机存储设备使用闪存技术,该技术将数据存储在块中而无需电源。USB闪存驱动器可能是该系统最常见的示例。

相变RAM(随机存取存储器)旨在在将来取代闪存技术。这种类型的非易失性存储器具有更高的数据存储容量以及更快的写入和擦除速度。

新加坡技术与设计大学(SUTD)和剑桥大学的研究人员在最近发表的论文中报告说,成功地改进了相变RAM,使其运行速度更快。同时,新的存储单元显示出更高的稳定性。

“新型相变存储器的速度可以与考虑为手机中的人工智能(AI)供电的最新RAM芯片一样快,它也可以用于为其他一系列智能设备供电, SUTD研究人员Desmond Loke声称。(相关:旨在管理太阳光的AI系统。)

在纳米级提高相变存储器的效率

相变存储器存储系统的早期形式是由硫族化物玻璃制成的。每当电流通过时,该材料便会在非晶“相”和多晶相之间转变。

每个阶段的特征都非常不同。非晶相显示出高电阻和低反射率–与玻璃相似。同时,多晶相像晶体一样排列,使其具有较低的电阻和较高的反射率。

在较早的研究中,SUTD-剑桥团队成功地加快了这两个阶段之间的过渡。他们通过不断向材料施加许多电脉冲来实现这一目标。就电压而言,每个单独的脉冲都弱得多。

他们新开发的相变存储系统是该方法的高度改进版本。它使用了非常小的存储单元,其中最小的存储单元直径仅为几纳米。

电池越小,材料切换相所需的功率就越少。对于纳米级存储单元,只需一个电压脉冲即可从0变为1或返回。这大大加快了写入,擦除和重写的速度。它还减少了那些电子过程消耗的电量。

这种改进的随机存取存储器方法可以存储10年的数据

新加坡和英国的研究人员在科学期刊ACS Applied Materials and Interfaces上披露了他们修改后的技术的详细信息。他们呼吁一种特殊的电脉冲,称为“发射”。该单个电压脉冲持续了适度的时间。它还具有高振幅,表明有大量能量。

发射可以提供重新排列材料原子所需的能量。它触发了从玻璃状相到截然不同的晶体结构的转变,反之亦然。

通过采用单个发射脉冲作为开关的激活方法,研究人员大大减少了材料改变其相的时间。对于单个纳米大小的存储单元而言,该开关仅花费了400皮秒(ps),对于一组电池而言,该开关仅花费了900 ps,对于多层布置而言,该开关花费了800 ps。

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