耐600℃高溫存儲(chǔ)器問(wèn)世極端環(huán)境計(jì)算新基石

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2024-05-06 11:14:26 澎湃新聞

耐600℃高溫存儲(chǔ)器問(wèn)世

美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一種高性能存儲(chǔ)器，能夠在高達(dá)600℃的極端溫度環(huán)境中持續(xù)工作長(zhǎng)達(dá)60小時(shí)，這一成就顯著超越了當(dāng)前商用存儲(chǔ)設(shè)備的工作極限，展現(xiàn)出非凡的可靠性和穩(wěn)定性。這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步，為在極高溫或其它嚴(yán)苛條件下確保電子設(shè)備及數(shù)據(jù)安全提供了新的可能，同時(shí)也為開(kāi)發(fā)能在惡劣環(huán)境執(zhí)行復(fù)雜計(jì)算任務(wù)的人工智能系統(tǒng)鋪平了道路。研究詳情已刊載于《自然·電子學(xué)》的最新一期中。

該新型存儲(chǔ)器屬于非易失性類型，意味著即使斷電，存儲(chǔ)的信息也能得以保存。與之形成對(duì)比的是，常規(guī)的硅基閃存產(chǎn)品在溫度攀升至200℃以上時(shí)便開(kāi)始失效，從而引發(fā)設(shè)備錯(cuò)誤及數(shù)據(jù)丟失。創(chuàng)新之處在于，此存儲(chǔ)器采用了鐵電氮化鋁鈧（AlScN）作為核心材料。AlScN的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于，它能夠在較高溫度下，即便沒(méi)有外加電場(chǎng)，依然能維持特定的電狀態(tài)，如開(kāi)或關(guān)。此外，AlScN的晶體結(jié)構(gòu)賦予了其原子間更為穩(wěn)定和堅(jiān)固的鍵合，這不僅增強(qiáng)了材料的耐熱性，也極大地提升了耐用度。存儲(chǔ)設(shè)備還具備在不同電狀態(tài)間迅速轉(zhuǎn)換的能力，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)讀寫至關(guān)重要。耐600℃高溫存儲(chǔ)器問(wèn)世。

從設(shè)計(jì)上看，這款存儲(chǔ)器構(gòu)建于金屬-絕緣體-金屬的基礎(chǔ)架構(gòu)上，配置了鎳和鉑作為電極，并嵌入了一層僅45納米厚的AlScN薄膜。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅使得存儲(chǔ)器能夠與針對(duì)極端溫度優(yōu)化的碳化硅邏輯器件無(wú)縫對(duì)接，還確保了它能與高性能計(jì)算系統(tǒng)協(xié)同作業(yè)，尤其適合那些專為嚴(yán)酷環(huán)境定制的系統(tǒng)。

研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào)，這款存儲(chǔ)設(shè)備符合“內(nèi)存增強(qiáng)型計(jì)算”的設(shè)計(jì)理念，其高度的穩(wěn)定性允許內(nèi)存與處理單元更緊密地集成，從而加速計(jì)算過(guò)程，提升運(yùn)算的復(fù)雜度和效率。未來(lái)，他們將持續(xù)探究如何將這一創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用于需在極端環(huán)境下操作的人工智能系統(tǒng)中，進(jìn)一步拓寬技術(shù)的應(yīng)用邊界。

(責(zé)任編輯：盧其龍 CN070)

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