责编:陈凯欣
2025-04-29
电化学随机存取存储设备内存计算示意图。图片来源:韩国浦项科技大学
近日,韩国浦项科技大学在知名学术期刊《自然·通讯》上发表了关于人工智能存储技术的最新研究成果。该研究揭示了一种新型电化学存储设备的工作原理,这一突破将为智能手机、平板电脑和笔记本电脑等智能设备带来更高效的AI运算能力和更长的电池续航时间。
随着人工智能技术的快速发展,对数据处理能力的需求呈现指数级增长。传统的计算系统往往需要在存储与处理之间进行频繁的数据传输,这不仅增加了能耗,也降低了运算效率。在这种背景下,"内存计算"的概念应运而生。通过将数据存储和计算功能集成在同一存储单元中,内存计算能够显著减少数据移动的需求,从而实现更快速、更高效的运算过程。
此次研究的核心是电化学随机存取存储器(ECRAM)技术。该技术利用离子运动来进行数据的存储和处理,并支持连续模拟型数据存储。然而,ECRAM复杂的工作原理和高电阻氧化物材料特性一直限制了其实际应用。针对这一难题,研究团队创新性地设计了一种基于氧化钨的多端结构器件,并通过"平行偶极线霍尔系统"成功解析了该设备在超低温(-223℃)至室温(300K)范围内的电子动力学行为。
实验发现,ECRAM内部的氧空位可以产生浅供体态,为电子移动提供了"捷径"通道。这一机制不仅增加了参与运算的电子数量,还显著提升了电子传输效率,在极低温度条件下仍能保持稳定工作状态。
该研究的一个重要突破在于系统揭示了ECRAM在不同温度条件下的开关机制,这为后续技术优化和商业化应用奠定了基础。这一创新成果将推动人工智能硬件向更高能效方向发展,为智能设备的性能提升开辟新的可能。