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2019-07-18電腦周邊新革命 節能與效能兼具的新型記憶體 451 期

Author 作者 編輯部
【本刊訊】近年來,節約能源的觀念已深植人心。不論是路上馳騁的車輛、人手一支的智慧型手機,及各類家用電器等,這些產品都標榜擁有強大的節能與省電的功能。但現代人使用的電腦等設備,其能源節用的效果卻遠不如上述的電子產品,其中又以電腦資料儲存裝置最為耗能。根據統計,預計在2025年左右,電腦設備所引發的「數據海嘯(tsunami of data)」將占全球電力消耗的1/5。英國蘭卡斯特大學(Lancaster University)近日於《科學報告》(Scientific Reports)發布的研究表明,研究團隊成功設計出一款號稱能解決能源問題的電腦記憶體裝置,電腦設備的耗能問題可望出現轉機。

記憶體(randomaccessmemory, RAM)是一種能與中央處理器(centralprocessingunit, CPU)交換資料的裝置,通常是電腦作業系統及電腦執行中程式的資料暫時儲存媒介,而記憶體容量大小將決定電腦運作的流暢程度。此外,電腦的記憶體又可分為動態隨機存取記憶體(dynamic random access memory, DRAM)與靜態隨機存取記憶體(static rando maccess memory, SRAM)。其中的DRAM,為避免資料損毀,必須週期性充電,而這種需要定時重新整理的特性,讓DRAM擁有「動態儲存」的稱號。相較於DRAM,SRAM則是透過持續通電,只要不斷電,內部的資料將可持續保存,因此被稱為「靜態」的記憶體。

但不論是上述的DRAM或SRAM,其長期下來造成的能量耗損都十分可觀。研究人員認為,比起SRAM,雖然DRAM輸入資訊的速度極快,且其耗能不算太高,但由於其「動態」的特性,DRAM需週期性充電及不斷地重新整理,造成整體的使用較為不便且運算效率低下。

為了解決耗能與運算效率的問題,研究團隊利用量子力學的技術製作新型記憶裝置,該記憶體號稱不但能長期穩定地儲存資料,也可在低能量的使用下寫入或刪除內部的資料。研究人員表示,這項新發明將只需要使用DRAM的1%能量進行儲存及刪除資料,未來甚至也將有望取代DRAM高達1000億美金的市場。當未來生產技術成熟,或許將有望掀起電腦記憶體的新革命。
 

新聞來源

Ofogh Tizno et al., SRoom-temperature Operation of Low- voltage, Non-volatile, Compound-semiconductor Memory Cells, Scientific Reports, 2019.