研究人员开发出低能耗通用型数据存储设备

来源:新华社 作者: 时间:2019-06-25 10:20

dram 内存 闪存

  英国兰开斯特大学研究人员最近宣布,他们和西班牙同行合作开发出一种新型数据存储设备,兼具当前内存和闪存两类设备的优点,并且能耗超低。

  这所大学发布新闻公报说,新设备属于通用型存储器,既可充当供随时读写的活动内存,也能稳定长期保存数据。它有助节约能源,缓解“数字技术能源危机”,还可改善电子设备使用体验,比如电脑可以几秒钟内完成启动。

研究人员开发出低能耗通用型数据存储设备

  当前用作内存的动态随机存取存储器(DRAM)读写速度快,但有易失性,即突然断电后内容就会消失,即使不断电也必须每隔几十毫秒就刷新一次,总能耗非常高。闪存里的数据可以长期保存,代价是写入和擦除需要较高电压,能耗高、速度慢,且容易损坏。兼具非易失性、低能耗和高速度的新型存储器,是当前的研究热点。

  研究人员在新一期英国《科学报告》杂志上发表论文说,新设备采用与闪存类似的浮栅构造,但不像闪存那样使用金属氧化物半导体,而是由砷化铟、锑化铝和锑化镓三种材料组成。其底部是630纳米厚的锑化镓,上面是多个交错的锑化铝和砷化铟薄层,厚度从几纳米到几十纳米不等,呈现“千层饼”一样的异质结构。

  实验发现,由于这三种半导体材料的量子力学特性,新设备能在低电压下运作,同时实现非易失性存储。由于电压和电容需求都很低,该设备的单位面积能耗分别是DRAM和闪存的百分之一和千分之一。此外,它需要进行刷新的时间间隔至少比DRAM长100万倍,数据保存期限理论上比宇宙的年龄还长。

  随着信息技术发展,电脑和其他电子设备需要处理的数据越来越多,存储容量飞速增长,存储器能耗问题却对运行效率和使用体验构成严重制约。研究人员说,作为一种新型存储设备,该技术有很大潜力。



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