英特爾傲騰技術:
英特爾傲騰技術一經推出就被許多人譽為是“摩爾定律顛覆者”。在硬盤與內存性能差距極大的今天,傲騰技術的出現帶來的不僅是存儲性能以及PC性能的巨大提升,也是對當下大數據化進程的一次大促進。
傲騰技術是由英特爾推出的一種高速存儲技術,由3D XPoint內存介質、英特爾內存和存儲控制器、英特爾互聯 IP 和英特爾軟件共同構成。其中,3D XPoint內存介質是傲騰技術的基石。3D XPoint是由英特爾和鎂光科技共同推出的非易失性高速存儲技術,具有NAND類似的容量以及內存(DRAM)類似的性能。
從介質結構上看,3D XPoint采用的是立體交叉矩陣結構。介質存儲器由內存單元、選擇器以及讀寫總線構成,內存單元和選擇器位于交叉疊起的字線和位線之間。這種構成方式相比NAND上復雜的電容、晶體管結構來說要簡單的多,使得單個內存單元占據的空間更小。3D XPoint還通過采用立體堆疊技術,在單位面積上垂直增加存儲層數,進一步提升存儲密度。得益于這樣的結構方式,3D XPoint的存儲密度是內存的10倍。
無論是機械硬盤還是固態硬盤,在速度上與內存相比有著非常大的差距,這也成為目前影響用戶體驗的一大瓶頸。而3D XPoint以及英特爾傲騰技術的出現相當于在硬盤與內存之間創立了一個新的層級,極大地彌補了這二者間的性能差距。在不考慮成本的前提下,3D XPoint是目前存儲器的一個優秀的代替品,速度更快、壽命更長,容量也較大。
光存儲:
不久前,在中國工程院第十四次院士大會全院學術報告會上,外籍院士顧敏表示,光學存儲技術的發展可以提供更快、更久、更節能的數據中心。顧敏帶領團隊開發的五維光學材料,突破了藍光DVD三維存儲的技術瓶頸。這種材料由懸浮在玻璃基板上透明塑料板內的金納米棒層組成,在材料的同一區域內多種數據圖案可在互不干擾的情況下被讀取和刻寫。目前已經實現了單點最小記錄尺寸9納米,即實現單盤PB容量,相當于藍光技術的40萬倍。
這種全新光子存儲光盤單點消耗的能量非常低,能耗可節省1000倍。且這種光盤擁有超過500年的超長記錄存儲壽命。
未來的“全光光子大數據中心”理想的模式是PB級光盤存儲,超低能耗,并以太陽能為動力,不使用地球上的其他能源。
鈥原子:
今年3月,IBM宣布可以在單個原子上存儲1比特數據,雖然這項突破性研究在實用性上還未得到驗證,但它卻引領了該行業的研究方向。
目前,我們使用的硬盤存儲一個比特數據大約需要10萬個原子,若未來能實現單個原子存儲1比特數據,那么存下蘋果音樂2600萬首歌曲僅需要一枚硬幣大小的面積。
它的工作原理是將一個鈥原子(一個大的具有許多不成對電子的原子)放置在氧化鎂基底上。在這種條件下,原子具有所謂的“磁雙穩性”:當原子處于兩不同自旋情況時,在磁場中分別對應兩個穩定狀態。
研究人員使用掃描隧道顯微鏡(STM)在原子上施加大約150毫伏的10微安電流。電流進入鈥原子可以使其改變其自旋狀態。 由于兩種狀態具有不同的導電性,STM尖端可以通過施加較低的電壓(約75毫伏)并測量其電阻來檢測原子所處的狀態。
為了確認鈥原子改變了磁狀態,而不是受STM電流的一些干擾或影響,研究人員在附近設置一個鐵原子。 鐵原子會受其臨近原子磁性的影響,鈥原子處于其不同狀態時其表現不同。 這證明,實驗真正實現在單個原子可以持久地存儲數據,并可以被間接測量到。
第三類存儲技術:
近日,復旦大學微電子學院教授張衛、周鵬團隊制成具有顛覆性的二維半導體“準非易失存儲”原型器件,開創了第三類存儲技術,解決了國際半導體電荷存儲技術中“寫入速度”與“非易失性”難以兼得的難題。
第三類存儲技術寫入速度比目前的U盤快一萬倍,數據刷新時間是內存技術的156倍,并且擁有卓越的調控性,可以實現按照數據有效時間需求設計存儲器結構。它既滿足了10納秒寫入速度,又實現了按需定制(10秒~10年)的可調控數據準非易失特性;既可以在高速存儲中極大降低存儲功耗,還可以實現數據有效期截止后自然消失,為一些特殊應用場景解決了保密性和傳輸的矛盾。
這項研究創新性地選擇了多重二維材料堆疊構成了半浮柵結構晶體管:二硫化鉬、二硒化鎢、二硫化鉿分別用于開關電荷輸運和儲存,氮化硼作為隧穿層,制成階梯能谷結構的范德瓦爾斯異質結。
張教授表示,利用這項技術,很可能實現移動存儲設備分享資料到期自動刪除,甚至可以實現存儲設備的無限容量。如果將這一技術應用到現有的電腦內存,在較高存儲速度和較長保存時間的條件下,就無需高頻刷新,這對降低能耗具有至關重要的意義。