多亏了 GST467,计算机单一通用存储器的梦想可能比我们想象的更快成为现实。
科学家们设计了 一种令人兴奋的新材料,名为“GST467”,由锗、锑和铽组成。 它被用于一种称为超晶格的创新结构,可能是取代我们设备中的短期 RAM 和长期存储的关键。
这一突破可能会开启一个更快、更节能、更便宜的计算机时代。
什么是通用记忆?
现有的计算机依赖于不同的内存类型。 RAM 等短期存储器提供速度,但需要大量物理空间和恒定功率。 如果您的系统关闭,您的数据就会丢失。 闪存(如 SSD)非常适合永久存储,但无法与 RAM 的数据传输速度相匹配。 真正的通用内存将通过令人难以置信的性能和简化的系统来改变计算体验。
科学家们解释说,“GST467”是相变存储器(PCM)的绝佳候选者。 其主要优点是通过以高度受控的方式在结晶态和熔化态之间转换来表示数据的 1 和 0,从而实现更稳定的物理转变。 这种转变还吸收或释放可测量的能量,进一步定义了存储机制。
突破性的研究表明,这些设备速度快得令人难以置信,功耗极低,即使在高温下也能保留数据长达十年以上。 重要的是,科学家们认为,与替代技术相比,这项技术对于生产来说非常有利于工业生产。
RAM在计算机中起什么作用?
RAM 是一个超快的存储区域,可保存计算机当前正在使用的所有信息。 当您打开程序、观看视频或编辑文档时,这些任务所需的数据会加载到 RAM 中。 这使得计算机的大脑(CPU)能够快速访问该信息并执行您的指令。
与永久存储文件的硬盘或 SSD 不同,RAM 是临时的。 一旦关闭计算机,RAM 中的内容就会消失。 这就是为什么定期保存您的工作如此重要; RAM 不是长期存储的地方,它是计算机中使用的主要组件 并行处理。
计算机中的 RAM 大小对其运行的流畅程度有很大影响。 如果您有大量 RAM,您可以处理多个程序或打开巨大的文件,而不会降低计算机速度。 另一方面,没有足够的 RAM 意味着您的计算机需要不断地在 RAM 和较慢的硬盘驱动器之间移动数据,这会导致一切都变得缓慢。
GST467 和相变存储器如何工作?
PCM 的工作原理是利用一种可以在晶体和非晶体形式之间改变其物理状态的材料(如 GST467)。 这两种状态对应于二进制 0 和 1,因为它们的电阻截然不同。
o 改变状态,短电脉冲提供有针对性的加热。 强而短的脉冲会引起快速加热,然后快速冷却,将材料锁定为非晶态(熔融)状态。 较长、较弱的脉冲会导致逐渐加热以实现晶体结构。
由于这两种状态具有截然不同的电阻,因此非常低功率的电脉冲可以测量电阻以读取存储的数据,而不会干扰状态。
PCM 研究中用于创建通用存储器的传统材料需要权衡。 这是 GST467 擅长的地方:
稳定
可靠 PCM 的关键是每个状态的“稳定”程度。 GST467 在其非晶态和晶体结构中都表现出令人难以置信的稳定性,这导致:
- 数据保留:即使在高温下,数据也可以长期可靠地存储。 这意味着真正的非易失性,这是取代闪存的必备条件
- 耐力:它可以承受更多的读/写周期,降低存储单元故障的风险
高效切换
GST467可以在比其他类似材料更低的温度和电压下在状态之间切换。 这直接意味着更低的功耗和更快的运行。
制造友好
与其他一些潜在的通用存储材料相比,GST467 所需的温度和工艺更符合现有的半导体制造实践。 这可能会加速开发并降低成本。
因此,GST467 并非在单一指标上表现出色,而是在关键品质方面实现了非凡的平衡。 这使得它走上了一条通往真正通用存储器的光明之路,弥合了 RAM 和传统存储之间的差距。
通用记忆竞赛
“GST467”在这个领域并不孤单。 超随机存取存储器基于不同的半导体,是一个强有力的竞争者。 虽然目前已接近商业化,但 ULTRARAM 仍面临一些限制,例如更高的电压要求和潜在的毒性。 相比之下,GST467 背后的团队强调,他们的设计可以轻松集成到现有的芯片制造流程中。 最终,这个因素可能对快速采用至关重要。
尽管障碍仍然存在,但这些成就让真正的普遍记忆变得更加可能。 研究负责人之一埃里克·波普(Eric Pop)强调了未来:“下一步关键是让行业合作伙伴帮助我们以具有成本效益的方式扩大规模…… [making] 它可以包含在消费设备中”。
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