复旦大学研发全球最快闪存芯片，突破AI存储瓶颈

复旦大学的研究团队近日开发出了一款名为“PoX”的超快速非易失性存储器，其写入速度达到了惊人的400皮秒。这一成果为闪存技术树立了新的标杆。皮秒级存储器指的是能够在千万分之一纳秒或万亿分之一秒内读写数据的存储器。
PoX芯片的切换速度为400皮秒，远远超过了此前每秒200万次操作的世界纪录。传统的静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）的写入时间通常在1至10纳秒之间，但它们是易失性的，一旦断电，所有存储的数据都会丢失。而像固态硬盘（SSD）和USB闪存驱动器中使用的闪存是非易失性的，即使在断电的情况下也能保留数据，但其速度较慢，通常需要微秒到毫秒的时间。这一速度限制使得闪存在现代人工智能（AI）系统中不适用，因为这些系统在实时处理过程中需要几乎瞬间移动和更新大量数据。
PoX作为一种非易失性存储器，在闲置时无需电源即可保留数据。其极低的能耗和超快的皮秒级写入速度，有望消除AI硬件中长期存在的存储瓶颈，目前大部分能耗都用于移动数据而非处理数据。
复旦大学的周鹏教授及其团队彻底重新设计了闪存的结构，用二维狄拉克石墨烯取代了传统的硅材料，这种材料以其能够让电荷快速自由移动而闻名。通过调整存储通道的高斯长度，他们创造了所谓的二维超注入现象，从而实现了电荷向存储层的极快且近乎无限制的流动，有效规避了传统存储器面临的速度限制。
“通过使用人工智能算法优化工艺测试条件，我们在这一创新方面取得了显著进展，并为其未来的应用铺平了道路。”周鹏在接受新华社采访时表示。
为了加速这一技术的实际应用，研究团队正在与制造合作伙伴紧密合作，贯穿整个研发过程。目前已经完成了芯片的流片验证，并取得了令人鼓舞的初步结果。
复旦大学集成电路与系统国家重点实验室的刘春森研究员表示：“我们现在能够制造出小规模、功能完备的芯片。下一步是将其集成到现有的智能手机和电脑中。这样，在我们的手机和电脑上部署本地模型时，我们将不再遇到现有存储技术造成的瓶颈问题，例如延迟和发热。”
这款名为PoX的芯片不仅打破了以往高速与非易失性无法兼得的限制，而且它的出现也为AI运算再升级提供了可能。它具备极低能耗与惊人速度，能大幅减少AI运算中数据搬移所产生的延迟与能源浪费。这一特性对于AI芯片、机器学习与自动驾驶汽车系统等需要实时大量数据处理的应用尤其关键，被视为下一代AI硬件的突破口。
未来，随着这项技术的进步和普及，我们有理由相信，它将在更多领域发挥重要作用，推动科技和社会的进步。无论是智能手机还是个人电脑，都将因这一技术迎来更加高效、流畅的用户体验。让我们共同期待这一划时代的技术革新带来的无限可能。