复旦大学的研究人员周四(17日)发布了迄今为止全球速度最快的闪存“破晓”(Poxiao),其擦除和重写速度的革命性设计将现代存储的速度障碍打破了 100,000 倍,预示着未来人工智能大脑的读写速度可以和思考一样快。
该研究发表在《自然》杂志上,电子物理学的这一飞跃可能很快就会模糊记忆和计算之间的界限。
突破信息存储速度的极限,长期以来一直是集成电路领域最根本的挑战之一,也是制约AI算力发挥的关键技术瓶颈。现有的存储架构存在一些顽固的局限性。虽然易失性存储器(例如 SRAM 和DRAM)速度很快,但容量低、功耗高、制造成本高,并且断电时数据容易丢失。非易失性存储器(例如闪存)容量更大、功耗更低,并且具有数据持久性,但速度却远远落后。
复旦大学研究团队的目标是加速闪存——利用其优势,同时解决其速度限制。“过去,加速闪存的方法是预先加速电子,使它们在进出之前获得能量,” 项目负责人刘春森在复旦大学的一份声明中表示。刘教授表示:“贝尔实验室发明浮栅晶体管至今已有60年。如果我们仅仅局限于传统理论或依赖材料变化,就不可能取得任何重大突破。因此,我们专注于开发一种全新的闪存方法。”
测试中,其擦写速度达到400皮秒,超越了同技术节点全球最快的易失性存储器SRAM,相比普通闪存的数百微秒,速度提升了十万倍以上。
据复旦大学网站报道,这是迄今为止世界上速度最快的半导体存储技术,实现了存储和计算速度的平衡。文章称:“一旦规模化实现大规模集成,预计将彻底颠覆现有的存储架构。”
报告补充道:“基于这项技术,未来的个人电脑可能不再需要区分内存和外部存储,从而无需分层存储系统,并能够实现大型AI模型的本地部署。”
该团队于2015年开始研究闪存器件,2021年提出了初步理论模型,去年开发出沟道长度为8纳米的超高速闪存器件,突破了硅基闪存约15纳米的物理尺寸极限。
“破晓”闪存器件目前已进入量产阶段,结合CMOS工艺,该芯片已成功实现千字节级量产。
五年内,该团队希望将其扩展到数十兆字节,并获得许可并准备上市。