智能科普:新型磁存儲器件有望解決AI“內存瓶頸”
來源:科普中國
發布時間:2020-02-13
瀏覽次數:1310

  美國和意大利研究人員10日在《自然·電子》雜誌上發表研究報告稱,他們(men) 開發出一種基於(yu) 反鐵磁材料的新型磁存儲(chu) 器件,其體(ti) 積很小,耗能也非常低,很可能有助於(yu) 解決(jue) 目前人工智能(AI)發展所遭遇的“內(nei) 存瓶頸”。
 

  AI技術的快速發展有望改善醫療保健、交通運輸等多個領域,但其巨大潛力的發揮要以足夠的算力為基礎,隨著AI數據集越來越大,計算機需要有更強大的內存支撐。理想情況下,支持AI的存儲設備不僅要有與靜態隨機存儲器(SRAM)一樣快的速度,還要有類似於動態隨機存儲器(DRAM)或閃存的存儲容量,更重要的是,它耗能要低。但目前還沒有滿足所有這些需求的存儲技術,這導致了所謂的“內存瓶頸”,嚴重限製了當前AI的性能及應用。

  為此,美國西北大學和意大利墨西拿大學的研究人員合作,將目標瞄向了反鐵磁材料。反鐵磁材料依靠磁性的有序自旋來完成數據存儲,所存數據也無法被外部磁場擦除。因其快速安全、耗能低,被視為存儲設備的潛力材料,而如何控製材料內部磁序則成為目前的一個研究難點。

  在新研究中,團隊使用了柱狀反鐵磁材料,這是以前科學家從未探索過的幾何形狀。研究表明,生長在重金屬層上的、直徑低至800納米的反鐵磁鉑錳(PtMn)柱,通過極低電流後可以在不同的磁態之間可逆地轉換。通過改變寫入電流的振幅,即可實現多級存儲特性。

  研究人員指出,基於反鐵磁鉑錳柱製成的存儲器件僅為現有的基於反鐵磁材料存儲設備的1/10,而更重要的是,新型器件的製造方法與現有的半導體製造規範兼容,這意味著存儲設備製造商可以輕鬆采用新技術,而無需購買新設備。

  研究人員指出,新型磁存儲器件很小,耗能很低,有望使反鐵磁存儲器走向實際應用,並幫助解決AI的“內存瓶頸”問題。目前,他們正努力尋求進一步縮小設備尺寸,改善數據寫入耗能的方法,以盡快將新技術投入實際應用。
 
聽說,打賞我的人最後都找到了真愛。
做科普,我們是認真的!
掃描關注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認識科普小朋友
  • 成為科學小記者