我國在數(shù)據(jù)存儲技術(shù)上取得重大突破，復旦大學科研團隊開發(fā)出的半導體電荷傳輸技術(shù)比傳統(tǒng)閃存技術(shù)快百萬倍。

據(jù)央視新聞4月19日報道，我國科研領(lǐng)域傳來振奮人心的消息，復旦大學集成芯片與系統(tǒng)全國重點實驗室、芯片與系統(tǒng)前沿技術(shù)研究院科研團隊成功發(fā)布一項半導體電荷存儲技術(shù)，其成果已在國際知名學術(shù)期刊《自然》發(fā)表，標志著我國在半導體存儲技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破。

科研團隊將這款具有劃時代意義的存儲器命名為“破曉”。從外觀上看，“破曉”僅有1平方厘米大小，與普通存儲器并無明顯差異，但它卻蘊含著巨大的能量。通過創(chuàng)新的物理機制，“破曉”將存儲器擦寫速度提升至400皮秒實現(xiàn)一次擦或者寫，一皮秒僅相當于一萬億分之一秒。這一驚人的速度意味著“破曉”每秒可執(zhí)行25億次操作，比傳統(tǒng)閃存快一百萬倍。

復旦大學集成芯片與系統(tǒng)全國重點實驗室研究員劉春森表示，這一速度的提升極具突破性，完全打破了現(xiàn)有存儲技術(shù)框架的理論瓶頸。傳統(tǒng)存儲技術(shù)在速度上一直受到諸多限制，而“破曉”的出現(xiàn)，為存儲技術(shù)的發(fā)展開辟了新的道路。

傳統(tǒng)的閃存技術(shù)是一種非易失性存儲技術(shù)，能夠在沒有電源供應的情況下保留數(shù)據(jù)。它利用浮置柵極存儲電子的方式來保存數(shù)據(jù)，通過特定的電壓操作實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入、讀取和擦除。閃存技術(shù)廣泛應用于各種電子設(shè)備中，如智能手機、USB 閃存驅(qū)動器、固態(tài)硬盤等。相較于傳統(tǒng)機械硬盤，閃存具有更快的讀寫速度和更高的存儲密度，但通常按塊擦除，且擦寫次數(shù)有限。

復旦大學團隊科研人員提出了全新的提速思路，即在半導體電荷存儲方面開辟新的路徑，這一創(chuàng)新不僅實現(xiàn)了速度上的巨大飛躍，還賦予了新型存儲器獨特的優(yōu)勢——在掉電的情況下，數(shù)據(jù)也不會丟失。這一特性使得“破曉”在實際應用中更加可靠和穩(wěn)定。

簡單來說，半導體電荷存儲技術(shù)是一種利用半導體材料存儲電荷以表示數(shù)據(jù)的技術(shù)。其中，電荷的有無或多少可用來表示二進制數(shù)據(jù)。其具有比傳統(tǒng)閃存快得多的速度優(yōu)勢，且數(shù)據(jù)掉電不丟失，有望解決AI計算中的存儲瓶頸問題。

目前，這一全新成果距離轉(zhuǎn)化為商業(yè)應用并不遙遠。科研團隊在研發(fā)過程中就與生產(chǎn)企業(yè)展開了深度合作，目前已經(jīng)與生產(chǎn)廠家合作進行了流片驗證，并且已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)小規(guī)模的全功能的芯片流片。劉春森研究員透露，下一步將嘗試把“破曉”集成到現(xiàn)有的手機和電腦中。一旦實現(xiàn)，手機和電腦在部署本地模型時，將再也不會遇到卡頓、發(fā)熱等現(xiàn)有存儲技術(shù)帶來的瓶頸問題。

在人工智能蓬勃發(fā)展的當下，存儲技術(shù)的瓶頸日益凸顯。專家介紹，人工智能大模型的計算主要依賴GPU顯卡芯片，目前主流的商用GPU芯片已經(jīng)可以實現(xiàn)每秒33.5萬億次浮點運算，然而與之配套的存儲器的寫入或者擦除一次的速度卻仍停留在微秒級別。這種速度上的不匹配，嚴重制約了人工智能計算的發(fā)展。

而復旦大學“破曉”存儲器的出現(xiàn)，正好可以應對GPU芯片高速運算的需求。它能夠為人工智能計算提供高速、穩(wěn)定的存儲支持，加速人工智能模型的訓練和推理過程，提高計算效率。未來，“破曉”技術(shù)有望在人工智能計算、大數(shù)據(jù)處理、物聯(lián)網(wǎng)等多個領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。

在人工智能領(lǐng)域，高速的存儲技術(shù)可以加快模型的迭代更新，使智能系統(tǒng)能夠更快地學習和適應新的數(shù)據(jù)和任務。在大數(shù)據(jù)處理方面，能夠更高效地存儲和處理海量數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)背后的價值。在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，為各種智能設(shè)備提供可靠的存儲解決方案，推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應用。

我國開發(fā)出全球最快的半導體電荷存儲技術(shù)，不僅是我國科研實力的有力證明，也為全球半導體存儲技術(shù)的發(fā)展做出了重要貢獻。隨著“破曉”技術(shù)的不斷推廣和應用，相信將有力推動我國乃至全球相關(guān)科技領(lǐng)域的發(fā)展，開啟一個全新的高速存儲時代。

消息來源：央視新聞4月19日報道《“破曉”比傳統(tǒng)閃存快一百萬倍！全球最快半導體電荷存儲技術(shù)發(fā)布》