耐600℃高溫存儲器問世極端環(huán)境計算新基石

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2024-05-06 11:14:26 澎湃新聞

耐600℃高溫存儲器問世

美國賓夕法尼亞大學(xué)的科研團隊成功研發(fā)出一種高性能存儲器，能夠在高達600℃的極端溫度環(huán)境中持續(xù)工作長達60小時，這一成就顯著超越了當(dāng)前商用存儲設(shè)備的工作極限，展現(xiàn)出非凡的可靠性和穩(wěn)定性。這項技術(shù)的進步，為在極高溫或其它嚴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，同時也為開發(fā)能在惡劣環(huán)境執(zhí)行復(fù)雜計算任務(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。

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

從設(shè)計上看，這款存儲器構(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)計不僅使得存儲器能夠與針對極端溫度優(yōu)化的碳化硅邏輯器件無縫對接，還確保了它能與高性能計算系統(tǒng)協(xié)同作業(yè)，尤其適合那些專為嚴酷環(huán)境定制的系統(tǒng)。

研究團隊強調(diào)，這款存儲設(shè)備符合“內(nèi)存增強型計算”的設(shè)計理念，其高度的穩(wěn)定性允許內(nèi)存與處理單元更緊密地集成，從而加速計算過程，提升運算的復(fù)雜度和效率。未來，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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