英特爾傲騰技術(shù):
英特爾傲騰技術(shù)一經(jīng)推出就被許多人譽(yù)為是“摩爾定律顛覆者”。在硬盤(pán)與內(nèi)存性能差距極大的今天,傲騰技術(shù)的出現(xiàn)帶來(lái)的不僅是存儲(chǔ)性能以及PC性能的巨大提升,也是對(duì)當(dāng)下大數(shù)據(jù)化進(jìn)程的一次大促進(jìn)。
傲騰技術(shù)是由英特爾推出的一種高速存儲(chǔ)技術(shù),由3D XPoint內(nèi)存介質(zhì)、英特爾內(nèi)存和存儲(chǔ)控制器、英特爾互聯(lián) IP 和英特爾軟件共同構(gòu)成。其中,3D XPoint內(nèi)存介質(zhì)是傲騰技術(shù)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(chǔ)技術(shù),具有NAND類(lèi)似的容量以及內(nèi)存(DRAM)類(lèi)似的性能。
從介質(zhì)結(jié)構(gòu)上看,3D XPoint采用的是立體交叉矩陣結(jié)構(gòu)。介質(zhì)存儲(chǔ)器由內(nèi)存單元、選擇器以及讀寫(xiě)總線(xiàn)構(gòu)成,內(nèi)存單元和選擇器位于交叉疊起的字線(xiàn)和位線(xiàn)之間。這種構(gòu)成方式相比NAND上復(fù)雜的電容、晶體管結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)要簡(jiǎn)單的多,使得單個(gè)內(nèi)存單元占據(jù)的空間更小。3D XPoint還通過(guò)采用立體堆疊技術(shù),在單位面積上垂直增加存儲(chǔ)層數(shù),進(jìn)一步提升存儲(chǔ)密度。得益于這樣的結(jié)構(gòu)方式,3D XPoint的存儲(chǔ)密度是內(nèi)存的10倍。
無(wú)論是機(jī)械硬盤(pán)還是固態(tài)硬盤(pán),在速度上與內(nèi)存相比有著非常大的差距,這也成為目前影響用戶(hù)體驗(yàn)的一大瓶頸。而3D XPoint以及英特爾傲騰技術(shù)的出現(xiàn)相當(dāng)于在硬盤(pán)與內(nèi)存之間創(chuàng)立了一個(gè)新的層級(jí),極大地彌補(bǔ)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(chǔ)器的一個(gè)優(yōu)秀的代替品,速度更快、壽命更長(zhǎng),容量也較大。
光存儲(chǔ):
不久前,在中國(guó)工程院第十四次院士大會(huì)全院學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)上,外籍院士顧敏表示,光學(xué)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展可以提供更快、更久、更節(jié)能的數(shù)據(jù)中心。顧敏帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的五維光學(xué)材料,突破了藍(lán)光DVD三維存儲(chǔ)的技術(shù)瓶頸。這種材料由懸浮在玻璃基板上透明塑料板內(nèi)的金納米棒層組成,在材料的同一區(qū)域內(nèi)多種數(shù)據(jù)圖案可在互不干擾的情況下被讀取和刻寫(xiě)。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了單點(diǎn)最小記錄尺寸9納米,即實(shí)現(xiàn)單盤(pán)PB容量,相當(dāng)于藍(lán)光技術(shù)的40萬(wàn)倍。
這種全新光子存儲(chǔ)光盤(pán)單點(diǎn)消耗的能量非常低,能耗可節(jié)省1000倍。且這種光盤(pán)擁有超過(guò)500年的超長(zhǎng)記錄存儲(chǔ)壽命。
未來(lái)的“全光光子大數(shù)據(jù)中心”理想的模式是PB級(jí)光盤(pán)存儲(chǔ),超低能耗,并以太陽(yáng)能為動(dòng)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(gè)原子上存儲(chǔ)1比特?cái)?shù)據(jù),雖然這項(xiàng)突破性研究在實(shí)用性上還未得到驗(yàn)證,但它卻引領(lǐng)了該行業(yè)的研究方向。
目前,我們使用的硬盤(pán)存儲(chǔ)一個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)大約需要10萬(wàn)個(gè)原子,若未來(lái)能實(shí)現(xiàn)單個(gè)原子存儲(chǔ)1比特?cái)?shù)據(jù),那么存下蘋(píng)果音樂(lè)2600萬(wàn)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(gè)鈥原子(一個(gè)大的具有許多不成對(duì)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(wěn)性”:當(dāng)原子處于兩不同自旋情況時(shí),在磁場(chǎng)中分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。
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(jìn)入鈥原子可以使其改變其自旋狀態(tài)。 由于兩種狀態(tài)具有不同的導(dǎo)電性,STM尖端可以通過(guò)施加較低的電壓(約75毫伏)并測(cè)量其電阻來(lái)檢測(cè)原子所處的狀態(tài)。
為了確認(rèn)鈥原子改變了磁狀態(tài),而不是受STM電流的一些干擾或影響,研究人員在附近設(shè)置一個(gè)鐵原子。 鐵原子會(huì)受其臨近原子磁性的影響,鈥原子處于其不同狀態(tài)時(shí)其表現(xiàn)不同。 這證明,實(shí)驗(yàn)真正實(shí)現(xiàn)在單個(gè)原子可以持久地存儲(chǔ)數(shù)據(jù),并可以被間接測(cè)量到。
第三類(lèi)存儲(chǔ)技術(shù):
近日,復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院教授張衛(wèi)、周鵬團(tuán)隊(duì)制成具有顛覆性的二維半導(dǎo)體“準(zhǔn)非易失存儲(chǔ)”原型器件,開(kāi)創(chuàng)了第三類(lèi)存儲(chǔ)技術(shù),解決了國(guó)際半導(dǎo)體電荷存儲(chǔ)技術(shù)中“寫(xiě)入速度”與“非易失性”難以兼得的難題。
第三類(lèi)存儲(chǔ)技術(shù)寫(xiě)入速度比目前的U盤(pán)快一萬(wàn)倍,數(shù)據(jù)刷新時(shí)間是內(nèi)存技術(shù)的156倍,并且擁有卓越的調(diào)控性,可以實(shí)現(xiàn)按照數(shù)據(jù)有效時(shí)間需求設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。它既滿(mǎn)足了10納秒寫(xiě)入速度,又實(shí)現(xiàn)了按需定制(10秒~10年)的可調(diào)控?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)非易失特性;既可以在高速存儲(chǔ)中極大降低存儲(chǔ)功耗,還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效期截止后自然消失,為一些特殊應(yīng)用場(chǎng)景解決了保密性和傳輸?shù)拿堋?/p>
這項(xiàng)研究創(chuàng)新性地選擇了多重二維材料堆疊構(gòu)成了半浮柵結(jié)構(gòu)晶體管:二硫化鉬、二硒化鎢、二硫化鉿分別用于開(kāi)關(guān)電荷輸運(yùn)和儲(chǔ)存,氮化硼作為隧穿層,制成階梯能谷結(jié)構(gòu)的范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)。
張教授表示,利用這項(xiàng)技術(shù),很可能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備分享資料到期自動(dòng)刪除,甚至可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備的無(wú)限容量。如果將這一技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有的電腦內(nèi)存,在較高存儲(chǔ)速度和較長(zhǎng)保存時(shí)間的條件下,就無(wú)需高頻刷新,這對(duì)降低能耗具有至關(guān)重要的意義。