讓我們面對(duì)現(xiàn)實(shí)：雖然摩爾定律可能還沒(méi)有完全失效，但它已經(jīng)存在了一段時(shí)間。通過(guò)改進(jìn)制造工藝和簡(jiǎn)單地縮小晶體管尺寸來(lái)“輕松”提升性能的日子早已一去不復(fù)返了。如今，希望逐年提高半導(dǎo)體性能的研發(fā)團(tuán)隊(duì)不僅要涉足晶體管架構(gòu)本身，還要涉足材料工程。探索元素周期表中存在的元素可能會(huì)為半導(dǎo)體提供比硅所能提供的更高性能、更小、更節(jié)能的設(shè)計(jì)。現(xiàn)在，斯坦福大學(xué)工程學(xué)院的一個(gè)研究小組已經(jīng)轉(zhuǎn)向地球上最珍貴的金屬之一——鈀——作為更快、更節(jié)能的內(nèi)存架構(gòu)的潛在設(shè)計(jì)。研究團(tuán)隊(duì)的方法是基于這樣的假設(shè)，即我們已經(jīng)從互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代過(guò)渡到 AI 時(shí)代。斯坦福大學(xué)工程學(xué)院 Leland T. Edwards 教授
Shan X. Wang表示，這項(xiàng)研究背后的想法是“在邊緣啟用人工智能——在你的家用電腦、手機(jī)或智能手表上進(jìn)行本地訓(xùn)練——以應(yīng)對(duì)心臟病等問(wèn)題檢測(cè)或語(yǔ)音識(shí)別。”
Shan X. Wang
然而，他補(bǔ)充說(shuō)，要做到這一點(diǎn)，我們目前的技術(shù)成果還達(dá)不到；我們需要一種存儲(chǔ)器，它可以在沒(méi)有任何產(chǎn)品投放市場(chǎng)的情況下在媒體上反復(fù)出現(xiàn)、反復(fù)出現(xiàn)：憶阻器。憶阻器是一種非易失性存儲(chǔ)器，不需要恒定的電流來(lái)將數(shù)據(jù)保存在其存儲(chǔ)庫(kù)中。該論文的第一作者 Mahendra DC 對(duì)此做出了最好的解釋：“我們正在遇到當(dāng)前的技術(shù)壁壘，”DC 說(shuō)。“所以我們必須弄清楚我們還有哪些其他選擇。”為了打破這堵墻，研究人員挑選了一種鈀的化合物，即三鈀化錳，因?yàn)樗哂斜匾奶匦裕罱K（他們說(shuō)）使憶阻器設(shè)計(jì)看到了曙光。這其中的一部分與我們當(dāng)前的半導(dǎo)體制造技術(shù)有關(guān)：考慮用于新型半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的任何材料都必須處理工具和供應(yīng)線在硅領(lǐng)域根深蒂固的事實(shí)。因此，理想情況下，任何替代化合物都能夠應(yīng)用于當(dāng)前的制造工藝，而無(wú)需進(jìn)行大量（且昂貴的）工藝變更。錳鈀化合物符合這一要求，但該化合物最重要的特性是其粒子被操縱成為記憶存儲(chǔ)設(shè)備的方式。這里的信息不是來(lái)自電壓狀態(tài)，就像 NAND 閃存等標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)設(shè)備的情況一樣，而是通過(guò)操縱自旋化合物的電子取向。從本質(zhì)上講，研究人員能夠操縱電子的磁場(chǎng)，使其中心在北極和南極之間反彈。然后這些自旋方向之一（南北或南北）被用來(lái)表示 1 或 0 - 解鎖我們所知道的計(jì)算背后的二進(jìn)制系統(tǒng)。這種自旋數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法被命名為“自旋軌道扭矩磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器”或 SOT-MRAM，它有可能比當(dāng)前技術(shù)更快、更有效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，而且密度更高。當(dāng)然，所有這些研究都有一個(gè)重要警告：鈀金屬目前幾乎與黃金一樣昂貴，但也是一種更為稀有的商品。更糟糕的是，目前世界上 40% 的鈀金在南非開(kāi)采，另有 44% 的鈀金在俄羅斯開(kāi)采。因此，從等式的物流和地緣政治方面來(lái)看，鈀金的供應(yīng)本身可能是一個(gè)問(wèn)題。除此之外，SOT-MRAM 對(duì)鈀金的需求增加肯定會(huì)推高其價(jià)格。在追求新穎的晶體管設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮所有這些。總而言之，這項(xiàng)研究很有希望，但就像過(guò)去十年（甚至更長(zhǎng)時(shí)間）的所有憶阻器新聞一樣，我們似乎仍站在道路的起點(diǎn)。我們是否或何時(shí)看到最后的成功，那是未來(lái)告訴我們的事情。來(lái)源：EETOP編譯自tomshardware
