新的内存研究显示密度跃升 100 倍 合并计算和内存

材料工程前沿的新研究有望为计算设备带来真正令人震惊的性能改进。由 Markus Hellbrand 等人领导的研究小组。剑桥大学相关人员认为，这种新材料基于由电压变化的钡尖峰隧道效应的氧化铪层，融合了内存和处理相关材料的特性。这意味着这些设备可以用于数据存储，提供的密度是现有存储介质的 10 到 100 倍，或者可以用作处理单元。

这项研究发表在《科学进展》杂志上，为我们指明了一条道路，通过这条道路，我们的计算设备可能会获得更高的密度、性能和能源效率。事实上，基于该技术(称为连续范围)的典型 USB 记忆棒可以容纳比我们目前使用的 USB 记忆棒多 10 到 100 倍的信息。

正如 JEDEC 指出的那样，RAM 的密度每四年翻一番，RAM 制造商需要数十年的时间才能最终达到与该技术今天所显示的相同的密度水平。

该设备也是神经形态计算隧道中的一盏灯。就像我们大脑中的神经元一样，这种材料(称为电阻开关存储器)有望同时用作存储和处理介质。这在我们当前的半导体技术中根本不会发生：存储单元所需的晶体管和材料设计安排与处理单元所需的晶体管和材料设计安排非常不同(主要是在耐用性方面，例如不遭受性能下降的能力)，目前还没有办法将它们合并。

这种无法合并它们的情况意味着信息必须在处理系统及其各种缓存(当考虑现代 CPU 时)以及其外部内存池(看看你，市场上最好的 DDR5 套件)之间持续流动。在计算中，这被称为冯诺依曼瓶颈，这意味着具有独立内存和处理能力的系统将从根本上受到它们之间的带宽(通常称为总线)的限制。这就是为什么所有半导体设计公司(从 Intel 到 AMD、Nvidia 等)都设计专用硬件来加速这种信息交换，例如 Infinity Fabric和 NVLink。

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