实验芯片提高了读写数据的可靠性和速度。
快速型微芯片的不断发展,帮助工程师们提高了计算机的短时记忆以及长期记忆能力。
在最近所有计算机运行速度的进展中,中央处理器的效率仍然相对低下。一个中央处理器可以处理所有思考的工作,并且将一堆1或0的数据快速存储在一个叫作动态随机存取存储器(DRAM)的芯片中。但是DRAM只在计算机开机状态下工作,因此,它只能作为短时记忆内存。长期要使用的数据必须存储在独立的磁盘驱动器或者类似数码相机内存卡的闪存盘中。
数十年来,研究人员互相竞争来创造通用内存,研发了一种结合DRAM的速度和可靠性,同时又具备闪存归档能力的芯片。这项研究发表在2013年6月11日的《自然通讯》杂志上,修补了铁电随机存取内存这种领先通用内存的缺陷。
这种芯片被称作FRAM,尽管它是一种高速节能的存储设备,但它在长期存储的可靠性方面还有一些问题。为了确定某一位是1还是0,芯片释放电压去中和这些数据。然后对数据进行重写,保存下来。这些步骤会逐渐降低芯片的存储能力。
加州大学伯克利分校的材料科学家拉玛莫西·拉梅什与南洋理工大学一组工程师一起研发了一种读取数据的方法,不需要毁掉数据之后再去重写它。他们的解决方案是在每一位单元上释放微弱的电流,测量透过它的数量。这个数量会指示当前这一位是1还是0。最重要的是,这种电流释放的过程保留了数据本身,不需要对其进行重写操作。
研究人员对他们的FRAM芯片原型进行了数以百万计的读写测试实验,并没有出现性能退化的现象。与此相反,闪存存储器只能进行几十万次的读写周期。“FRAM的创新点在于读出器”,来自加州大学洛杉矶分校的电气工程师王康这样说,“这种创新可能会为FRAM在工业界的推广应用提供更多的机会。”
拉梅什承认,在FRAM芯片可以用于加速计算之前,还有一些工程问题和经济问题需要解决。其他的一些闪存技术可以用来做一些通用的存储器,包括那些科技巨头,比如英特尔和三星支持的设备。