① 科學家已經研製出了最小尺寸的相變存儲單元,這對計算系統有怎樣的意義呢
科學家已經研製出了最小尺寸的相變存儲單元,這對計算系統有怎樣的意義呢,如今數據產量呈爆炸式增長,傳統的馮諾依曼計算架構成為未來繼續提升計算系統性能的主要技術障礙。能夠集存儲和計算功能於一身的相變隨機存儲器是突破馮諾依曼計算架構瓶頸的理想路徑選擇。它具有非易失性、編程速度快、循環壽命長等優點。然而,在PCRAM中相變材料和加熱電極之間的接觸面積很大,這導致相變存儲器的高功耗。如何進一步降低功耗已經成為相變存儲器未來發展的最大挑戰之一。
非易失性存儲技術在許多方面取得了重大進展,為提高計算機系統的存儲能效帶來了新的機遇。利用新型非易失性存儲技術取代傳統存儲技術,可以滿足計算機技術發展對高存儲能效的需求。以相變存儲器(PCM)為代表的許多新型存儲技術,以其高集成度、低功耗的特點,引起了國內外研究者的關注。以上就是對科學家已經研製出了最小尺寸的相變存儲單元,這對計算系統有怎樣的意義呢這個問題的解答。
② 什麼是相變存儲器
相變存儲器簡稱PCM,是基於奧弗辛斯基在20世紀60年代末提出的奧弗辛斯基電子效應的存儲器。
奧弗辛斯基電子效應是指材料由非晶體狀態變成晶體,再變回非晶體的過程中,其非晶體和晶體狀態呈現不同的反光特性和電阻特性,因此可以利用非晶態和晶態分別代表「0」和「1」來存儲數據。
相變存儲器比起當今主流產品具有多種優勢,有望同時替代公眾熟知的兩大類存儲技術,如應用於U盤的可斷電存儲的快閃記憶體技術,又如應用於電腦內存的不斷電存儲的DRAM技術。
在存儲密度方面,目前主流存儲器在20多納米的技術節點上出現極限,無法進一步緊湊集成;而相變存儲器可達5納米量級。在存儲速度方面,相變存儲器的存儲單元比快閃記憶體快100倍,使用壽命也達百倍以上。
③ 時代芯存半導體倒閉了沒
沒。
雖然也面臨一定資金壓力,但公司負責人表示,他們的項目中,政府投入部分比德淮要小。目前項目一期已基本全部完成,時代芯存的處境是勉強度日。所以沒有倒閉。
江蘇時代芯存成立於2016年,投資130億元、打造年產能10萬片PCM(相變存儲器)。
④ 相變存儲器的工作原理
相變存儲器(PCM)是一種非易失存儲設備,它利用材料的可逆轉的相變來存儲信息。同一物質可以在諸如固體、液體、氣體、冷凝物和等離子體等狀態下存在,這些狀態都稱為相。相變存儲器便是利用特殊材料在不同相間的電阻差異進行工作的。
在非晶態下,GST材料具有短距離的原子能級和較低的自由電子密度,使得其具有較高的電阻率。由於這種狀態通常出現在RESET操作之後,一般稱其為RESET狀態,在RESET操作中DUT的溫度上升到略高於熔點溫度,然後突然對GST淬火將其冷卻。冷卻的速度對於非晶層的形成至關重要。非晶層的電阻通常可超過1兆歐。
在晶態下,GST材料具有長距離的原子能級和較高的自由電子密度,從而具有較低的電阻率。由於這種狀態通常出現在SET操作之後,我們一般稱其為SET狀態,在SET操作中,材料的溫度上升高於再結晶溫度但是低於熔點溫度,然後緩慢冷卻使得晶粒形成整層。晶態的電阻范圍通常從1千歐到10千歐。晶態是一種低能態;因此,當對非晶態下的材料加熱,溫度接近結晶溫度時,它就會自然地轉變為晶態。
典型的GST PCM器件結構頂部電極、晶態GST、α/晶態GST、熱絕緣體、電阻(加熱器)、底部電極組成。一個電阻連接在GST層的下方。加熱/熔化過程隻影響該電阻頂端周圍的一小片區域。擦除/RESET脈沖施加高電阻即邏輯0,在器件上形成一片非晶層區域。擦除/RESET脈沖比寫/SET脈沖要高、窄和陡峭。SET脈沖用於置邏輯1,使非晶層再結晶回到結晶態。
⑤ 關鍵時刻 這所高校與華為簽署戰略合作協議
據華中 科技 大學官方微信22日消息,5月6日,華中 科技 大學與華為技術有限公司簽署戰略合作協議,雙方將進一步深化在人才培養、科學研究、成果轉化等方面的合作, 探索 面向未來的前沿科學。華為公司董事、戰略研究院院長徐文偉,校領導李元元、許曉東、張新亮參加活動。
徐文偉在簽約儀式上表示,華為與華中大具有深厚的合作友誼,華為的發展離不開華中大長期以來的支持。他介紹了華為成立創新研究院的初衷與計劃,未來華為將圍繞信息全流程開展全方位的 探索 ,不斷開拓創新。徐文偉表示,在面向未來的科學探究中,大學、科研機構是華為最重要的合作夥伴;希望通過與華中大的戰略合作,共同促進基礎研究水平的提升,積極應對產業發展面臨的技術挑戰。
華中 科技 大學校長李元元指出,華為是處於行業國際領先地位的龍頭企業,引領著國內相關產業的發展方向,華中科大始終高度重視與華為的各項合作。他強調,當前華為與華中科大都處在 歷史 發展的重要階段,都面對新的發展機遇與挑戰。雙方應共同站高望遠,緊密合作,把握科學和產業發展大方向,共同推動中國創新走向新的高度。李元元希望雙方通過戰略合作,繼續在人才培養、科學研究、成果轉化等方面發揮各自的優勢,為雙方更好的發展創造新局面,為國家前沿科學研究提供更大助力。
華中科大科發院院長朱宏平、人事處處長周莉萍分別介紹了學校 科技 工作、人才引進與人才培養的相關情況。華為武漢研究所技術合作處處長凌黎介紹了華為與華中科大合作的情況。
簽約儀式前,張新亮陪同徐文偉一行前往武漢光電國家研究中心,觀看了研究中心形象宣傳片《創新點亮未來》,聽取相關專家的項目介紹。甘棕松教授、國偉華教授、張靜宇教授、熊偉教授、朱䒟教授、韓宏偉教授先後介紹了相變存儲器及三維相變存儲器、多通道干涉大范圍波長可調諧半導體激光器、納米晶玻璃五維光存儲技術、大功率連續光纖激光器、3D列印、9nm線寬雙光束超衍射極限光刻技術、飛秒激光微納4D列印技術、數字PET、腦連接圖譜、可印刷介觀鈣鈦礦太陽能電池等項目。繆向水教授專題匯報了下一代信息存儲技術的相關研究進展。
下午,副校長許曉東陪同徐文偉一行先後前往國家脈沖強磁場科學中心、引力中心及下一代互聯網接入系統國家工程實驗室參觀。
在國家脈沖強磁場科學中心,中心主任李亮教授介紹了強磁場中心的國際排名、在建項目、部分裝置的科學原理、技術應用等。徐文偉深入了解了中心的電磁成形技術、電渦流制動技術等,並參觀了控制室、物性測試站、低溫物性站等場所。座談會上,雙方就材料研究方面的合作進行洽談,並就晶元可靠性檢驗方式、磁控軟體機器人及永磁電機方面的研究進行了探討。
在引力中心,物理學院黨委書記張凱介紹了引力中心在地球測量方面取得的成就,以及未來在太空領域的研究計劃「天琴計劃」。座談會上,周敏康副教授介紹了引力中心的科學研究平台、應用基礎研究等。雙方就量子精密測量、MEMS時鍾,以及引力波在通信方面的應用可能性等進行了探討。
在下一代互聯網接入系統國家工程實驗室,閆志君副教授、鄧磊教授、魯平教授、付松年教授分別介紹了分布式微結構光纖DAS系統、安全光纖通信技術、分布式光纖氣敏感測技術、高速全光信號處理等,並與徐文偉一行就相關技術在通信方面的應用進行探討。
華為武漢研究所、華為戰略研究院等相關部門負責人,華中科大相關單位負責人參加活動。
據長江日報此前報道,在對華為6000多名員工信息的分析整理發現,畢業於華中 科技 大學的華為員工與電子 科技 大學並列總人數第二,約有2.1%。而任正非之女孟晚舟也是其中一員,她畢業於華中科大前身之一的華中理工大學,擁有該校管理學碩士學位。
位於湖北武漢的華中科大是國家教育部直屬重點綜合性大學,由原華中理工大學、同濟醫科大學、武漢城市建設學院於2000年5月26日合並成立,是國家「211工程」重點建設和「985工程」建設高校之一,是首批「雙一流」建設高校。
⑥ PCM的晶元
2011年09月30 日,在北京時代全芯科技有限公司在與美國全芯科技公司(BAMC)及其合作方IBM團隊的共同努力下,第一批基於相變存儲器的產品晶元已經設計完成,成為中國第一批高密度相變存儲器晶元。
公司已經成功設計了兩顆完整的產品晶元(256Mb的LPDDR2和32Mb的SPI 晶元),並設計了 一個16Mb的嵌入式相變存儲器的宏模塊,和一些其他的測試結構。 時代全芯設計的晶元在市場中有突出的優點。SPI晶元和現有使用快閃記憶體的系統完全兼容並可以直接插入現有系統使用。LPDDR2晶元是第一個效仿DRAM功能的相變存儲器,它的設計數據速率達到突出的800 Mb/sec。16Mb的嵌入式相變存儲器IP可以用於很多SoC設計,重要的是嵌入式IP完全由北京時代全芯團隊設計。