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新型存储芯片可以用光存储数据 不用担心没电了

2015-10-11 00:05
瑾年Invader
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  利用光而不是电在计算机存储器和处理器之间传输数据会大幅提升计算机的速度和效能。但目前,光学信号还需要转变成电信号,而数据的存储也是以电子方式进行的,比起时下处理器的速度相对要慢。

  在这个电子显微镜图像中,一小块名为GST(黄色部分)的相变材料出现在波导上。作为存储单元,它可以通过波导发送光脉冲来实现数据读写。

  该技术的发明者表示,利用可重写CD和DVD材料制成的新型“全光子”存储器,是迈向更高效数据传输和存储系统所需支持的一步。

  此前,光子存储器曾在芯片上演示过,但寿命很短,且需要持续的光的供应才能维持运转。这是第一个封装在芯片上的非易失性光学存储器,意味着它不需要持续的能源供应,因而可以像硬盘一样提供长期存储。

  该技术依赖的是所谓的相变材料。光脉冲可以让这种材料在两种截然不同的状态之间转换:一种状态是原子呈有序排列或晶态结构,一种状态是原子呈无序排列或非晶态结构。研究人员利用这种现象进行信息读写。

  基于自身的一种特性,该材料特别适于记忆存储。研究人员表示,他们可以利用光让这种材料处于混合状态,比如10%的晶态和90%的非晶态,或20%的晶态和80%的非晶态,等等。

  英国牛津大学(University of Oxford)材料科学教授、纳米工程专家哈里什·巴斯卡兰(Harish Bhaskaran)表示,记忆存储材料拥有两种以上状态,意味着“你可以在同样空间内塞入更多信息”。巴斯卡兰和德国明斯特大学(University of Münster)的沃尔弗拉姆·佩尔尼切(Wolfram Pernice)是该项研究项目的负责人。

  短期来看,这种存储技术可以用于提升数据中心的性能,并在云计算的基础上扩大各种应用。多家大型计算公司正在开发新的系统,利用波导让光在芯片上移动,或利用当前电信行业普遍使用的光缆,将光从一个芯片转移到另一个芯片。

  巴斯卡兰及其同事表示,这项新的存储计划与传统的光学纤维以及波导计划并不相悖。

  要想实现商业化,该技术还有很长的路要走。研究人员的测试结果显示,目前它只能读写几个比特的数据。这需要更多的研究和开发,以更好了解它的应用方式或应该应用的方式。

  巴斯卡兰和佩尔尼切计划探索的方向之一,是非传统计算机体系机构的设计,或许还包括模仿大脑处理信息的体系机构,这有可能克服传统电子计算机面临的最重要的速度和效率限制问题。巴斯卡兰表示,他们用于探求相变材料多种状态的技术,同样可以用来执行基本的算术运算,比如计数。

  “如果你可以进行顺序计数,那么你就可以进行计算。”他说。

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