Где находится последний предел скорости хранения данных в эпоху искусственного интеллекта? Вечером 16 апреля по пекинскому времени команда Чжоу Пэна и Лю Чунсена из Фуданьского университета опубликовала свои последние результаты в журнале Nature. Пикосекундное устройство флэш-памяти «Daybreak (PoX)», на разработку которого команда потратила 10 лет, имеет скорость стирания и записи менее 1 наносекунды (400 пикосекунд). Это самое быстрое полупроводниковое устройство хранения заряда, освоенное человечеством, которое переопределит границы существующих технологий хранения.
«За мгновение ока суперфлэш-память сработала 1 миллиард раз, то есть за время, за которое свет прошел расстояние 12 сантиметров, были сохранены тысячи электронов», — сказал Чжоу Пэн.
Переход цивилизации неизбежно приведет к созданию огромных объемов данных. От завязывания веревок для записи событий в древние времена до современных передовых электронных технологий хранения информации — стремление человечества к скорости хранения информации никогда не прекращалось.
В настоящее время самая быстрая память — это изменчивая память. Хотя они работают быстро, данные теряются при отключении питания, что затрудняет их применение в сценариях с низким энергопотреблением. Напротив, энергонезависимая память, представленная флэш-памятью, имеет преимущество чрезвычайно низкого энергопотребления, но она не может удовлетворить требования к чрезвычайно высокоскоростному доступу к данным, предъявляемым к вычислениям искусственного интеллекта.
Решение лежит в ключевом фундаментальном научном вопросе: пределе скорости энергонезависимого доступа к информации.
С 2015 года команды Чжоу Пэна и Лю Чунсена пытаются использовать двумерные материалы для создания флэш-памяти, чтобы улучшить скорость доступа к ней. Сегодня, десять лет спустя, они дали выходящий за рамки возможного ответ с помощью устройства пикосекундной флэш-памяти «Рассвет».
Прорвав исходную теоретическую основу, команда построила квазидвумерную гауссову модель и теоретически предсказала явление суперинжекции заряда, которое является теоретической основой устройства пикосекундной флэш-памяти «Рассвет». Что такого особенного в гиперинъекции? Он преодолевает крайние точки традиционных правил впрыска и обеспечивает неограниченное впрыскивание. «В качестве примера возьмем подъем по лестнице. При традиционных инъекциях для ходьбы используются ноги, и существует ограничение скорости из-за общей силы. Однако суперинъекции — это все равно, что сесть на ракету и полететь наверх. Ограничения нет, и скорость увеличивается». Лю Чуньсен объяснил.
Флэш-память, как наиболее экономичная и широко используемая память, всегда была краеугольным камнем технологической схемы международных технологических гигантов. Пикосекундное устройство флэш-памяти «Рассвет», разработанное командой, достигает предела скорости хранения информации и помогает крупным моделям искусственного интеллекта работать чрезвычайно быстро. Механизм двумерной суперинжекции также увеличивает скорость энергонезависимого хранения до теоретического предела. Ожидается, что эта технология высокоскоростной энергонезависимой флэш-памяти изменит глобальный ландшафт технологий хранения данных, будет способствовать модернизации промышленности и созданию новых сценариев применения, а также обеспечит мощную поддержку моей стране в достижении технологического лидерства в смежных областях.