盘点存储黑科技:

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  英特尔傲腾技术:
  英特尔傲腾技术一经推出就被许多人誉为是“摩尔定律颠覆者”。在硬盘与内存性能差距极大的今天,傲腾技术的出现带来的不仅是存储性能以及PC性能的巨大提升,也是对当下大数据化进程的一次大促进。
  傲腾技术是由英特尔推出的一种高速存储技术,由3D XPoint内存介质、英特尔内存和存储控制器、英特尔互联 IP 和英特尔软件共同构成。其中,3D XPoint内存介质是傲腾技术的基石。3D XPoint是由英特尔和镁光科技共同推出的非易失性高速存储技术,具有NAND类似的容量以及内存(DRAM)类似的性能。
  从介质结构上看,3D XPoint采用的是立体交叉矩阵结构。介质存储器由内存单元、选择器以及读写总线构成,内存单元和选择器位于交叉叠起的字线和位线之间。这种构成方式相比NAND上复杂的电容、晶体管结构来说要简单的多,使得单个内存单元占据的空间更小。3D XPoint还通过采用立体堆叠技术,在单位面积上垂直增加存储层数,进一步提升存储密度。得益于这样的结构方式,3D XPoint的存储密度是内存的10倍。
  无论是机械硬盘还是固态硬盘,在速度上与内存相比有着非常大的差距,这也成为目前影响用户体验的一大瓶颈。而3D XPoint以及英特尔傲腾技术的出现相当于在硬盘与内存之间创立了一个新的层级,极大地弥补了这二者间的性能差距。在不考虑成本的前提下,3D XPoint是目前存储器的一个优秀的代替品,速度更快、寿命更长,容量也较大。
  光存储:
  不久前,在中国工程院第十四次院士大会全院学术报告会上,外籍院士顾敏表示,光学存储技术的发展可以提供更快、更久、更节能的数据中心。顾敏带领团队开发的五维光学材料,突破了蓝光DVD三维存储的技术瓶颈。这种材料由悬浮在玻璃基板上透明塑料板内的金纳米棒层组成,在材料的同一区域内多种数据图案可在互不干扰的情况下被读取和刻写。目前已经实现了单点最小记录尺寸9纳米,即实现单盘PB容量,相当于蓝光技术的40万倍。
  这种全新光子存储光盘单点消耗的能量非常低,能耗可节省1000倍。且这种光盘拥有超过500年的超长记录存储寿命。
  未来的“全光光子大数据中心”理想的模式是PB级光盘存储,超低能耗,并以太阳能为动力,不使用地球上的其他能源。
  钬原子:
  今年3月,IBM宣布可以在单个原子上存储1比特数据,虽然这项突破性研究在实用性上还未得到验证,但它却引领了该行业的研究方向。
  目前,我们使用的硬盘存储一个比特数据大约需要10万个原子,若未来能实现单个原子存储1比特数据,那么存下苹果音乐2600万首歌曲仅需要一枚硬币大小的面积。
  它的工作原理是将一个钬原子(一个大的具有许多不成对电子的原子)放置在氧化镁基底上。在这种条件下,原子具有所谓的“磁双稳性”:當原子处于两不同自旋情况时,在磁场中分别对应两个稳定状态。
  研究人员使用扫描隧道显微镜(STM)在原子上施加大约150毫伏的10微安电流。电流进入钬原子可以使其改变其自旋状态。 由于两种状态具有不同的导电性,STM尖端可以通过施加较低的电压(约75毫伏)并测量其电阻来检测原子所处的状态。
  为了确认钬原子改变了磁状态,而不是受STM电流的一些干扰或影响,研究人员在附近设置一个铁原子。 铁原子会受其临近原子磁性的影响,钬原子处于其不同状态时其表现不同。 这证明,实验真正实现在单个原子可以持久地存储数据,并可以被间接测量到。
  第三类存储技术:
  近日,复旦大学微电子学院教授张卫、周鹏团队制成具有颠覆性的二维半导体“准非易失存储”原型器件,开创了第三类存储技术,解决了国际半导体电荷存储技术中“写入速度”与“非易失性”难以兼得的难题。
  第三类存储技术写入速度比目前的U盘快一万倍,数据刷新时间是内存技术的156倍,并且拥有卓越的调控性,可以实现按照数据有效时间需求设计存储器结构。它既满足了10纳秒写入速度,又实现了按需定制(10秒~10年)的可调控数据准非易失特性;既可以在高速存储中极大降低存储功耗,还可以实现数据有效期截止后自然消失,为一些特殊应用场景解决了保密性和传输的矛盾。
  这项研究创新性地选择了多重二维材料堆叠构成了半浮栅结构晶体管:二硫化钼、二硒化钨、二硫化铪分别用于开关电荷输运和储存,氮化硼作为隧穿层,制成阶梯能谷结构的范德瓦尔斯异质结。
  张教授表示,利用这项技术,很可能实现移动存储设备分享资料到期自动删除,甚至可以实现存储设备的无限容量。如果将这一技术应用到现有的电脑内存,在较高存储速度和较长保存时间的条件下,就无需高频刷新,这对降低能耗具有至关重要的意义。
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