【導語】你是否曾遭遇電腦係統崩潰導致文檔未保存，或開機、遊戲加載緩慢等令人抓狂的體驗？這些煩惱很大程度上源於當前閃存技術的(de)速(sù)度(dù)限(xiàn)製(zhì)。然(rán)而(ér)，中(zhōng)國(guó)科(kē)學(xué)家(jiā)在(zài)閃(shǎn)存(cún)技(jì)術(shù)上(shàng)取(qǔ)得(de)了(le)重(zhòng)大(dà)突(tū)破(pò)。複(fù)旦(dàn)大(dà)學(xué)研(yán)究(jiū)團(tuán)隊(duì)發(fā)明(míng)了(le)世(shì)界(jiè)上(shàng)最(zuì)快(kuài)的(de)閃(shǎn)存(cún)芯(xīn)片(piàn)，每(měi)秒(miǎo)存(cún)取(qǔ)速(sù)度(dù)高(gāo)達(dá)25億次，比現有最快閃存快了上千倍。這項技術不僅有望解決電子設備卡頓問題，還可能顛覆存儲架構，提升AI學習效率。盡管還需時間從研發走向量產，但這無疑標誌著中國在存儲芯片領域的重大進步，未來或將徹底改變糖心免费视频的數字生活體驗。

撰文丨孫仲 北京大學研究員

回想一下(xià)，你(nǐ)是(shì)不是遇到過這樣的情況？正在電腦上奮筆疾書，突然係統崩潰，而你的文檔還沒來得及保存——或者開機時係統遲遲加載，遊戲加載地圖時卡(kǎ)在(zài)進(jìn)度(dù)條……這些令人抓狂的體驗，很大程度上源於當前閃存技術的速度限製。你的電腦或手機裏的硬盤（存儲卡）主要就是閃存，它能長期保存數據，但存取數據的速度卻很慢。不過，最近中國科學家在這方麵取得了突破，來自複(fù)旦(dàn)大(dà)學(xué)的(de)研(yán)究(jiū)團(tuán)隊(duì)發(fā)明(míng)了(le)世(shì)界(jiè)上(shàng)最(zuì)快(kuài)的(de)閃(shǎn)存(cún)芯(xīn)片(piàn)，每(měi)秒(miǎo)能(néng)存(cún)取(qǔ)25億(yì)次(cì)，比(bǐ)現(xiàn)在(zài)最(zuì)快(kuài)的(de)閃(shǎn)存(cún)快(kuài)了(le)上千倍！

現在的閃存技術已經沿用了幾十年，像固態硬盤、U盤都是使用的這項技術。它是一種電荷型存儲器，通過電信號控製電荷的進出，實現數據0和1的存儲。這裏順便提一下，電腦和手機裏的另一種存儲器——內存（也就是DRAM），也是一種電荷存儲器。兩者的工作模式很不一樣，內存主要用於數據交換，速度很快，但是不能長時間保存數據，一斷電數據就會丟失；閃存則主要用於數據的長期保存，斷電也不會丟失，但是，它在速度上存在先天不足，這是由它的工作原理所限製的。

傳統閃存主要通過兩種方式存儲數據：一種是給存儲單元施加高電壓，通過一種叫FN量子隧穿的方式，強行讓電子穿過絕緣層，進入存儲層；另一種是給電子加速，讓它獲得足夠的能量，“跳”進存儲層，叫作熱載流子注入。這兩種方法要麽需要很高的電壓，要麽就是速度太慢。更麻煩的是，反複高壓操作還會損傷芯片，這就(jiù)是(shì)為(wèi)什(shén)麽(me)U盤(pán)、手(shǒu)機(jī)用(yòng)久(jiǔ)了(le)會(huì)變(biàn)慢(màn)甚(shén)至(zhì)報(bào)廢(fèi)。

這(zhè)次(cì)複(fù)旦(dàn)大(dà)學(xué)團(tuán)隊(duì)的(de)黑(hēi)科(kē)技(jì)，簡(jiǎn)單(dān)說(shuō)就(jiù)是(shì)改(gǎi)變(biàn)了(le)電(diàn)荷(hé)的(de)搬(bān)運(yùn)方(fāng)式(shì)，引(yǐn)入(rù)了(le)一(yī)個(gè)新(xīn)的(de)存(cún)儲方式，叫做“二維熱載流子注入”。什麽意思呢？傳統閃存是利用矽材料作為電子通道，電子在裏麵移動緩慢、能量低、容易碰撞，就像一輛麵包車擠在擁堵的城市道路上，速度慢還容易“剮蹭”；利用二維材料做通道，情況就完全不同了，電場給電子的加速更快，同時散射少，就像一輛法拉利跑在暢通無阻的高速公路上。這種情況電子能很快獲得高能量，然後跳進存儲層，實現數據的快速寫入。測試結果顯示，這項技術實現了400皮秒（ps）的寫入速度，比現有最快的閃存都要快上千倍，甚至超過了內存的速度。

這項技術突破的關鍵在於三個方麵的創新：首先是材料製備，他們開發出能夠獲得原子級平整二維材料的特殊工藝；其次是結構設計，通過在石墨烯上下堆疊超薄絕緣層，既防止了電荷泄漏又能精確控製電場；最後是製造工藝，通過納米級精度的加工技術，製作出精密的電極結構，確保電子能夠精準投送。

這項技術的意義不僅(jǐn)是(shì)讓(ràng)手(shǒu)機(jī)變(biàn)快(kuài)那(nà)麽(me)簡(jiǎn)單(dān)，它(tā)有(yǒu)可(kě)能(néng)顛(diān)覆(fù)電(diàn)子(zi)設(shè)備(bèi)的(de)存(cún)儲(chǔ)架(jià)構。剛才提到，現在的電子設備要靠兩種存儲器配合工作：速度快但斷電就丟失數據的內存，和速度慢但能長期保存的閃存。中國這款新型閃存能夠把兩者的優點合二為一，未來可能會徹底改變電子設備的架構設計，隻需要一種存儲器就能讓電子設備高效工作。現在大家都關注AI的應用，這項技術也可能派上大用場。如今AI模型的訓練過程中，極大一部分時間消耗在“等數據”上，如果數據讀寫提速，AI學習速度可能提升十倍，自動駕駛、語音助手的反應時間都會大幅縮短。

盡管從實驗室研發到大規模量產可能還需要一段時間，但這項成果無疑標誌著中國在存儲芯片領域的重大突破。研究團隊表示，這項技術已經具備初步產業化條件，有望在不久的將來投入實際應用。說不定用不了幾年，糖心免费视频就能在電子設備上見到它，那個時候，那些“卡頓”“加載慢”“突然死機”的煩惱，很可能將成為曆史。