文/陳根

信息技術(shù)盛行的當(dāng)下，作為信息產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵底座的存儲(chǔ)系統(tǒng)，也在發(fā)生巨大的變化。

以過去十年為例，閃存介質(zhì)快速崛起，硬盤容量從數(shù)百GB走向數(shù)十TB；新型網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)不斷迭代，各種各樣的新概念迭起，比如數(shù)據(jù)分級(jí)、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、RAID 2.0、分布式EC、FCoE、NVMe等；多樣的新型態(tài)存儲(chǔ)技術(shù)不斷更新，比如融合存儲(chǔ)、CI、HCI、公有云存儲(chǔ)、SDS、對象存儲(chǔ)等。

就閃存技術(shù)而言，現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)開發(fā)出了非易失性存儲(chǔ)器，僅需幾納秒的時(shí)間即可寫入數(shù)據(jù)。這使其比商用閃存快數(shù)千倍，并且速度與大多數(shù)計(jì)算機(jī)中的動(dòng)態(tài)RAM相當(dāng)。目前，研究人員已在《自然納米技術(shù)》雜志上在線詳細(xì)介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。

新設(shè)備由原子薄的二維材料層組成。先前的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩層或更多層不同材料的原子薄層彼此疊置以形成所謂的異質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)新的雜化性質(zhì)。這些層通常通過稱為 van der Waals interactions的弱電保持在一起，該力通常會(huì)使tapes 粘在一起。

中國科學(xué)院物理研究所的科學(xué)家及其同事指出，硅基存儲(chǔ)器的速度最終受到限制，因?yàn)槌」枘ど喜豢杀苊獾娜毕輹?huì)降低性能。他們認(rèn)為，原子上平坦的van der Waals異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以避免此類問題。

研究人員制造了van der Waals異質(zhì)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由硒化銦（indium selenide）半導(dǎo)體層，六方氮化硼（hexagonal boron nitride）絕緣層和位于二氧化硅和硅晶圓頂部的多個(gè)導(dǎo)電石墨烯層組成。僅持續(xù)21納秒的電壓脈沖可以將電荷注入石墨烯以寫入或擦除數(shù)據(jù)。這些脈沖的強(qiáng)度與商用閃存中用于寫入和擦除的脈沖的強(qiáng)度大致相同。

除了速度之外，這種新存儲(chǔ)器的一個(gè)關(guān)鍵特性是可以進(jìn)行多位存儲(chǔ)。常規(guī)的存儲(chǔ)設(shè)備可以通過在例如高導(dǎo)電狀態(tài)和低導(dǎo)電狀態(tài)之間切換來存儲(chǔ)零或一的數(shù)據(jù)位。研究人員指出，他們的新設(shè)備理論上可以存儲(chǔ)具有多種電狀態(tài)的多個(gè)數(shù)據(jù)位，每種狀態(tài)均使用不同的電壓脈沖序列進(jìn)行寫入和擦除。

科學(xué)家們預(yù)計(jì)他們的設(shè)備可以存儲(chǔ)10年的數(shù)據(jù)——新存儲(chǔ)器不僅速度快了大約5,000倍，而且可以存儲(chǔ)多個(gè)數(shù)據(jù)位，而不僅僅是零和一。這是一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新的時(shí)代，創(chuàng)新在各行業(yè)都在發(fā)生，越多的創(chuàng)新也進(jìn)一步為未來提供越多的可能，包括閃存。