近日，由外国研究人员研发的一种新型存储设备NFPCM问世，该设备不仅能够替代现有的存储技术，还能因其低成本处理能力和极低的能耗，在下一代人工智能硬件的神经形态计算中发挥作用。
韩国科学技术院电子工程系的研究团队，成功研发了一种新型的相变存储器，这种存储器的功耗极低，有望取代现有的DRAM和NAND闪存技术。相关研究成果已经刊登在《自然》杂志上。传统的相变存储器在制造过程中面临着成本高昂和运行功耗大的问题。为了克服这些难题，该团队采用了一种电气方式，形成了一个尺寸极小的纳米级可变相细丝，避免了昂贵的制造工艺。这项技术不仅大大降低了生产成本，还能在极低的能耗下运行。DRAM作为目前广泛使用的一种存储器，虽然读写速度很快，但一旦断电，数据便会丢失，具有易失性。而NAND闪存虽然读写速度较慢，却能够保持数据在断电后不丢失，具有非易失性。相变存储器则兼具DRAM的高速性和NAND闪存的非易失性，因此在下一代存储技术中备受瞩目。目前，它不仅作为替代传统存储技术的候选者被积极研究，还在模仿人脑功能的神经形态计算技术领域中展现出巨大的潜力。传统的相变存储器在运行过程中需要较大的电力，这限制了其在制造大容量存储产品或构建神经形态计算系统方面的实用性。以往的研究尝试通过利用尖端的光刻技术减小设备尺寸来降低功耗，以提高热效率，但这种做法在实际应用中受到了限制，因为随着每次改进，制造成本和难度增加，而功耗的降低却并不明显。
图一：NFPCM工作原理（图片来源《自然杂志》）
为了克服相变存储器的高能耗问题，该研究团队开发了一种新方法，通过电学方式在极小的区域内形成相变材料，成功地制造出了一种功耗极低的相变存储器，其电力消耗仅为传统相变存储器的十五分之一，后者是使用昂贵的光刻技术制造的。
另外，该团队对这项研究在未来发展前景充满信心，他表示：“我们研发的相变存储器具有划时代的意义，它为降低制造成本和提高能效提供了一种全新的解决方案，有望解决长期存在的存储器生产问题。” 他还表示：“我们期望我们的研究结果能成为未来电子工程的基础，使得包括高密度三维垂直存储器和神经形态计算系统在内的各种应用成为可能，因为它为我们选择不同材料提供了选择的多样性。”
