① 科学家已经研制出了最小尺寸的相变存储单元,这对计算系统有怎样的意义呢
科学家已经研制出了最小尺寸的相变存储单元,这对计算系统有怎样的意义呢,如今数据产量呈爆炸式增长,传统的冯诺依曼计算架构成为未来继续提升计算系统性能的主要技术障碍。能够集存储和计算功能于一身的相变随机存储器是突破冯诺依曼计算架构瓶颈的理想路径选择。它具有非易失性、编程速度快、循环寿命长等优点。然而,在PCRAM中相变材料和加热电极之间的接触面积很大,这导致相变存储器的高功耗。如何进一步降低功耗已经成为相变存储器未来发展的最大挑战之一。
非易失性存储技术在许多方面取得了重大进展,为提高计算机系统的存储能效带来了新的机遇。利用新型非易失性存储技术取代传统存储技术,可以满足计算机技术发展对高存储能效的需求。以相变存储器(PCM)为代表的许多新型存储技术,以其高集成度、低功耗的特点,引起了国内外研究者的关注。以上就是对科学家已经研制出了最小尺寸的相变存储单元,这对计算系统有怎样的意义呢这个问题的解答。
② 什么是相变存储器
相变存储器简称PCM,是基于奥弗辛斯基在20世纪60年代末提出的奥弗辛斯基电子效应的存储器。
奥弗辛斯基电子效应是指材料由非晶体状态变成晶体,再变回非晶体的过程中,其非晶体和晶体状态呈现不同的反光特性和电阻特性,因此可以利用非晶态和晶态分别代表“0”和“1”来存储数据。
相变存储器比起当今主流产品具有多种优势,有望同时替代公众熟知的两大类存储技术,如应用于U盘的可断电存储的闪存技术,又如应用于电脑内存的不断电存储的DRAM技术。
在存储密度方面,目前主流存储器在20多纳米的技术节点上出现极限,无法进一步紧凑集成;而相变存储器可达5纳米量级。在存储速度方面,相变存储器的存储单元比闪存快100倍,使用寿命也达百倍以上。
③ 时代芯存半导体倒闭了没
没。
虽然也面临一定资金压力,但公司负责人表示,他们的项目中,政府投入部分比德淮要小。目前项目一期已基本全部完成,时代芯存的处境是勉强度日。所以没有倒闭。
江苏时代芯存成立于2016年,投资130亿元、打造年产能10万片PCM(相变存储器)。
④ 相变存储器的工作原理
相变存储器(PCM)是一种非易失存储设备,它利用材料的可逆转的相变来存储信息。同一物质可以在诸如固体、液体、气体、冷凝物和等离子体等状态下存在,这些状态都称为相。相变存储器便是利用特殊材料在不同相间的电阻差异进行工作的。
在非晶态下,GST材料具有短距离的原子能级和较低的自由电子密度,使得其具有较高的电阻率。由于这种状态通常出现在RESET操作之后,一般称其为RESET状态,在RESET操作中DUT的温度上升到略高于熔点温度,然后突然对GST淬火将其冷却。冷却的速度对于非晶层的形成至关重要。非晶层的电阻通常可超过1兆欧。
在晶态下,GST材料具有长距离的原子能级和较高的自由电子密度,从而具有较低的电阻率。由于这种状态通常出现在SET操作之后,我们一般称其为SET状态,在SET操作中,材料的温度上升高于再结晶温度但是低于熔点温度,然后缓慢冷却使得晶粒形成整层。晶态的电阻范围通常从1千欧到10千欧。晶态是一种低能态;因此,当对非晶态下的材料加热,温度接近结晶温度时,它就会自然地转变为晶态。
典型的GST PCM器件结构顶部电极、晶态GST、α/晶态GST、热绝缘体、电阻(加热器)、底部电极组成。一个电阻连接在GST层的下方。加热/熔化过程只影响该电阻顶端周围的一小片区域。擦除/RESET脉冲施加高电阻即逻辑0,在器件上形成一片非晶层区域。擦除/RESET脉冲比写/SET脉冲要高、窄和陡峭。SET脉冲用于置逻辑1,使非晶层再结晶回到结晶态。
⑤ 关键时刻 这所高校与华为签署战略合作协议
据华中 科技 大学官方微信22日消息,5月6日,华中 科技 大学与华为技术有限公司签署战略合作协议,双方将进一步深化在人才培养、科学研究、成果转化等方面的合作, 探索 面向未来的前沿科学。华为公司董事、战略研究院院长徐文伟,校领导李元元、许晓东、张新亮参加活动。
徐文伟在签约仪式上表示,华为与华中大具有深厚的合作友谊,华为的发展离不开华中大长期以来的支持。他介绍了华为成立创新研究院的初衷与计划,未来华为将围绕信息全流程开展全方位的 探索 ,不断开拓创新。徐文伟表示,在面向未来的科学探究中,大学、科研机构是华为最重要的合作伙伴;希望通过与华中大的战略合作,共同促进基础研究水平的提升,积极应对产业发展面临的技术挑战。
华中 科技 大学校长李元元指出,华为是处于行业国际领先地位的龙头企业,引领着国内相关产业的发展方向,华中科大始终高度重视与华为的各项合作。他强调,当前华为与华中科大都处在 历史 发展的重要阶段,都面对新的发展机遇与挑战。双方应共同站高望远,紧密合作,把握科学和产业发展大方向,共同推动中国创新走向新的高度。李元元希望双方通过战略合作,继续在人才培养、科学研究、成果转化等方面发挥各自的优势,为双方更好的发展创造新局面,为国家前沿科学研究提供更大助力。
华中科大科发院院长朱宏平、人事处处长周莉萍分别介绍了学校 科技 工作、人才引进与人才培养的相关情况。华为武汉研究所技术合作处处长凌黎介绍了华为与华中科大合作的情况。
签约仪式前,张新亮陪同徐文伟一行前往武汉光电国家研究中心,观看了研究中心形象宣传片《创新点亮未来》,听取相关专家的项目介绍。甘棕松教授、国伟华教授、张静宇教授、熊伟教授、朱䒟教授、韩宏伟教授先后介绍了相变存储器及三维相变存储器、多通道干涉大范围波长可调谐半导体激光器、纳米晶玻璃五维光存储技术、大功率连续光纤激光器、3D打印、9nm线宽双光束超衍射极限光刻技术、飞秒激光微纳4D打印技术、数字PET、脑连接图谱、可印刷介观钙钛矿太阳能电池等项目。缪向水教授专题汇报了下一代信息存储技术的相关研究进展。
下午,副校长许晓东陪同徐文伟一行先后前往国家脉冲强磁场科学中心、引力中心及下一代互联网接入系统国家工程实验室参观。
在国家脉冲强磁场科学中心,中心主任李亮教授介绍了强磁场中心的国际排名、在建项目、部分装置的科学原理、技术应用等。徐文伟深入了解了中心的电磁成形技术、电涡流制动技术等,并参观了控制室、物性测试站、低温物性站等场所。座谈会上,双方就材料研究方面的合作进行洽谈,并就芯片可靠性检验方式、磁控软体机器人及永磁电机方面的研究进行了探讨。
在引力中心,物理学院党委书记张凯介绍了引力中心在地球测量方面取得的成就,以及未来在太空领域的研究计划“天琴计划”。座谈会上,周敏康副教授介绍了引力中心的科学研究平台、应用基础研究等。双方就量子精密测量、MEMS时钟,以及引力波在通信方面的应用可能性等进行了探讨。
在下一代互联网接入系统国家工程实验室,闫志君副教授、邓磊教授、鲁平教授、付松年教授分别介绍了分布式微结构光纤DAS系统、安全光纤通信技术、分布式光纤气敏传感技术、高速全光信号处理等,并与徐文伟一行就相关技术在通信方面的应用进行探讨。
华为武汉研究所、华为战略研究院等相关部门负责人,华中科大相关单位负责人参加活动。
据长江日报此前报道,在对华为6000多名员工信息的分析整理发现,毕业于华中 科技 大学的华为员工与电子 科技 大学并列总人数第二,约有2.1%。而任正非之女孟晚舟也是其中一员,她毕业于华中科大前身之一的华中理工大学,拥有该校管理学硕士学位。
位于湖北武汉的华中科大是国家教育部直属重点综合性大学,由原华中理工大学、同济医科大学、武汉城市建设学院于2000年5月26日合并成立,是国家“211工程”重点建设和“985工程”建设高校之一,是首批“双一流”建设高校。
⑥ PCM的芯片
2011年09月30 日,在北京时代全芯科技有限公司在与美国全芯科技公司(BAMC)及其合作方IBM团队的共同努力下,第一批基于相变存储器的产品芯片已经设计完成,成为中国第一批高密度相变存储器芯片。
公司已经成功设计了两颗完整的产品芯片(256Mb的LPDDR2和32Mb的SPI 芯片),并设计了 一个16Mb的嵌入式相变存储器的宏模块,和一些其他的测试结构。 时代全芯设计的芯片在市场中有突出的优点。SPI芯片和现有使用闪存的系统完全兼容并可以直接插入现有系统使用。LPDDR2芯片是第一个效仿DRAM功能的相变存储器,它的设计数据速率达到突出的800 Mb/sec。16Mb的嵌入式相变存储器IP可以用于很多SoC设计,重要的是嵌入式IP完全由北京时代全芯团队设计。