你有没有过这样的困扰:手机用半天就没电,尤其玩游戏、拍视频时掉电飞快;或者听说数据中心耗电量惊人,心里默默担心环保问题?现在,三星的一项新技术可能要解决这些烦恼了!
近日,三星电子旗下的三星先进技术研究院(SAIT)宣布了一个重磅消息 —— 他们研发出了新型 NAND Flash 存储技术,这项成果还要登上国际顶级学术期刊《自然》,含金量十足。最让人惊喜的是,这种新存储的功耗最高能降低 96%,简单说就是以前存同样多的数据要耗 100 份电,现在只需要 4 份就够了!
可能有人会问,NAND Flash 到底是啥?其实它就是我们日常用的固态硬盘、手机存储里的核心部件,相当于设备的 “记忆大脑”,负责存照片、文件、APP 这些东西。一直以来,大家都想让存储容量越来越大,所以行业里都在采用 “叠高楼” 的办法 —— 在垂直方向上增加存储单元的层数,从原来的一百多层堆到现在的上千层。但问题也来了,层数越多,读写数据时需要的电压和电流就越大,功耗自然跟着飙升,不仅让手机、可穿戴设备续航缩水,还成了 AI 大模型训练、绿色数据中心发展的拦路虎。
三星这次没有继续在 “堆层数” 上死磕,而是换了个思路。他们把两种看似不搭的材料 —— 氧化物半导体和铁电材料结合到了一起。氧化物半导体本来有个缺点,阈值电压不好控制,没法用到高性能设备上,但它的优点是迁移率高、制造时需要的温度低;而铁电材料更厉害,自带 “自发极化” 特性,不用通电也能保持电荷状态,这就意味着存数据时不用费那么多电了。
更关键的是,三星的研究团队还搞清楚了这两种材料结合后的工作原理:通过铁电层来调控氧化物沟道的电场,这样就能在超低电压下高效地注入载流子,还能稳定地存储数据。经过实验验证,这种新结构在保证数据不丢失、可靠的前提下,成功把单次写入数据的能耗降到了传统 NAND Flash 的 4%,相当于功耗直接降低了 96%!
这项技术要是实现量产,影响可太大了。先说说数据中心,现在全球数据中心每年的耗电量已经占到了全球总用电量的 1%-2%,而且存储子系统的耗电占比还在不断上升。如果换成这种低功耗存储,AI 训练、数据处理时的耗电量会大大减少,碳足迹也会跟着降低,对环保特别有意义。
对我们普通人来说,好处更直接。以后的智能手机、智能手表、蓝牙耳机这些可穿戴设备,用上这种存储后,续航时间会明显变长,不用天天充电;而且功耗低了,设备发热也会减少,玩游戏、看视频时再也不用担心手机烫得握不住了。
目前,三星已经通过原型器件验证了这项技术是可行的,接下来他们会继续优化材料、改进集成工艺,还会做更多的可靠性测试,目标是在未来几年内实现产品化。相信用不了多久,我们就能在各种电子设备上感受到这项 “省电王” 技术带来的改变啦!
