在当今数字化高速发展的时代，数据的存储和处理速度成为制约科技创新的重要瓶颈。复旦大学科研团队近日创造了全球最快闪存写入速度的新纪录——400皮秒级写入时间，这一惊人速度将存储技术推向了一个全新的高度。闪存技术，作为现代固态驱动器、手机存储以及各种智能设备的基石，其发展关乎整个信息技术产业的未来。此项创新不仅刷新了非易失性存储的速度极限，还为人工智能、大数据及边缘计算等领域注入了强大动力。 所谓的400皮秒写入速度，是指存储器能够在短短0.4纳秒的千分之一时间内完成数据的写入操作，换言之，这是比传统晶体管存储速度快数千倍的突破。传统的SRAM和DRAM虽能在1到10纳秒完成数据写入，但它们属于易失存储技术，断电数据即丢失。
相较之下，闪存是非易失性存储，能够在无电源状态下保持数据，不过过去则面临速度较慢的缺陷，写入时间往往处于微秒甚至毫秒级别。 复旦大学团队开发的新型闪存“PoX”（Phase-change Oxide）利用了相变氧化物材料，并摒弃了传统硅基半导体通道，改用二维狄拉克石墨烯构建内存通道。石墨烯作为被誉为“奇迹材料”的二维材料，以其卓越的电子迁移率和载流能力，使得电荷能够以超高速持续流动。通过调控内存通道的高斯长度，实现了“二维超注入”现象，使大量载流子几乎无限制地注入存储层，大幅度缩短了数据写入时间。 这一结构创新不仅解决了传统闪存面临的电荷注入速度限制问题，也带来了极低能耗的优势。在现有AI硬件设计中，数据移动所消耗的能量占据了整体能源消耗的大部分，如何缓解这一瓶颈成为提升计算效能的当务之急。
PoX技术凭借其超快写入时间和非易失性特点，有望彻底改变数据存储和处理方式，实现“存算一体”甚至超高速访问，极大促动人工智能和机器学习等实时数据处理应用的发展。 目前，研发团队已完成小规模功能性芯片的试制，并积极与制造商合作推动技术量产化进程。该团队计划将新型闪存集成入智能手机、个人电脑及多种可穿戴设备，以解决因存储速度不足导致的应用卡顿及发热问题，提升用户体验。同时，这项技术为边缘计算设备的快速部署和响应提供了技术支持，有助于推动智能终端在更多复杂环境下的广泛使用。 复旦大学教授周鹏表示，团队利用人工智能算法优化了制造及测试流程，极大加速了技术创新步伐。通过调优生产条件和测试参数，快速迭代设计版本，使PoX闪存逐步迈向实用化。
据了解，团队已完成芯片的封装及带通测试，展示了初步的稳定性能，后续将专注于提升容量和适配主流存储接口，实现更广泛的兼容性。 除速度提升外，PoX闪存的功耗表现同样令人瞩目。相比传统闪存，其写入操作能耗降低数倍，这意味着在大型数据中心或移动设备中应用时，可大幅延长设备续航时间并降低冷却需求，有利于打造更加绿色节能的计算生态系统。更重要的是，PoX存储器的持久性得到加强，有效延长了闪存的写入寿命，从而减少存储介质因频繁写入带来的损耗，提升设备整体稳定性和用户信赖度。 此次突破不仅象征着材料工程、纳米技术及计算机体系结构等多领域交叉融合的典范，也预示着存储技术进入了一个全新世代。科技企业和芯片制造商纷纷表达出浓厚兴趣，预计未来几年此类超高速闪存将极大激发数据处理能力，推动高级智能分析、自动驾驶、虚拟现实以及云计算等产业快速发展。
展望未来，随着PoX闪存的推广与应用，人们或将摆脱当前存储速度限制的束缚，迎来更快速、更智能的数字生活。其核心技术还可能启发更进一步的储存器架构创新，例如结合光子技术或量子计算的混合存储系统，助力实现真正意义上的实时云端交互和海量数据即时分析。 总的来说，复旦大学开发的400皮秒闪存代表了存储技术的重大飞跃，其极致的速度和优异的非易失性为人工智能和未来终端设备注入了新能量。随着相关产业链技术的完善和产业化进程的加速，PoX闪存有望引领下一代存储革命，推动数字世界向更高效、更智能、更绿色的方向迈进。
