中国科技又有突破！复旦大学石墨烯闪存“PoX”登场：250亿次/秒运算，AI存储迎来新革命

“PoX”闪存：速度与效率的完美结合

近日，上海复旦大学的研究人员展示了一种革命性的闪存设备——“PoX”，它打破了曾经认为不可能的速度记录。该设备能够在400皮秒（即400万亿分之一秒）内写入数据，成为有史以来最快的半导体电荷存储设备。

从数据上看，“PoX”每秒可执行250亿次运算，这一速度比之前同类技术的世界纪录高出100,000倍。这一突破对于快速发展的人工智能领域意义深远。随着人工智能模型的复杂性和规模不断增长，它们对计算的需求也在飙升，现有的内存技术正逐渐被推向极限。

传统易失性存储器如静态RAM和动态RAM虽然速度惊人——通常在不到一纳秒的时间内写入数据——但一旦断电，所有存储的信息都会丢失。而非易失性存储器如闪存，虽然能在无电源情况下保留数据且能耗更低，但速度却一直落后于易失性存储器，数据访问时间通常需要几微秒到几毫秒。

石墨烯赋能，突破速度瓶颈

为了缩小这一性能差距，复旦大学研究团队——由集成芯片与系统国家重点实验室的周鹏教授领导——开始重新思考闪存的物理结构。他们没有使用传统的硅材料，而是转向了石墨烯——一种以其卓越电学性能而闻名的二维材料——并实现了狄拉克带结构。

通过利用石墨烯的弹道传输行为和精确调整存储通道的高斯长度，研究人员开发了一种名为“超级注入”的机制。这一过程使电荷几乎不受限制地流入存储层，有效地消除了几十年来限制非易失性存储器的速度瓶颈。

据周鹏教授介绍，这种差异是惊人的。“这就好比设备在一眨眼的时间里工作10亿次，而一般的u盘只能工作1000次。此前类似技术的世界纪录是200万次。”

“PoX”闪存：AI存储的新革命

“PoX”闪存的潜在应用远不止于快速消费电子产品。在人工智能领域，访问和处理数据的速度是整体计算性能的关键限制因素。随着AI模型变得越来越数据密集型，能够与处理器保持同步的存储系统变得至关重要。

凭借其前所未有的速度和低功耗，“PoX”闪存可以实现大规模数据集的实时处理，同时还可以抑制数据移动的能源需求——这是当今人工智能硬件的主要低效问题之一。

未来，随着技术的不断进步，“PoX”闪存有望为人工智能领域带来更多的创新和突破。