Flash對(duì)于你手上的電子設(shè)備主存儲(chǔ)器來說太慢了,RAM雖然快,可是不但昂貴,而且一旦掉電就會(huì)丟失數(shù)據(jù)。現(xiàn)在,由于IBM在相變存儲(chǔ)器上的突破,這一切都將被改變,也許在未來的某一天Flash和RAM都將被相變存儲(chǔ)器所取代。以石英晶體為介質(zhì)的存儲(chǔ)技術(shù)已經(jīng)在光盤和其他技術(shù)領(lǐng)域中被使用了超過15年,不過由于造價(jià)和單一存儲(chǔ)密度的原因,這一技術(shù)一直沒有獲得更大的突破。所謂的單一存儲(chǔ)密度在這里是指,每個(gè)存儲(chǔ)單元都只能存儲(chǔ)一個(gè)非0即1的二進(jìn)制數(shù)據(jù),也就是一個(gè)比特的數(shù)據(jù)量。然而IBM的研究者們已經(jīng)解決了怎樣在單一的存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)3比特的問題,這極大地提升了原有技術(shù)所決定的存儲(chǔ)容量。
為了將相變存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到一塊藍(lán)光光盤里,你需要利用大電流作用于一個(gè)非結(jié)晶硅材料(非石英晶體),把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到一種以電壓高低表征的石英晶體結(jié)構(gòu)上。為了回讀數(shù)據(jù),你需要借助一個(gè)相對(duì)較低的電壓來測(cè)量通斷性,高電壓就是二進(jìn)制的1,低電壓就是二進(jìn)制的0。通過加熱,石英晶體可以有更多不同的狀態(tài),以此表征更多的數(shù)據(jù),不過問題在于,隨著環(huán)境溫度的改變,晶體會(huì)發(fā)生狀態(tài)的漂移。IBM的團(tuán)隊(duì)正是在追蹤和計(jì)算這種狀態(tài)漂移方面做出了突破,使得我們可以在每個(gè)存儲(chǔ)單元可靠地讀出3個(gè)比特的數(shù)據(jù)。
這一突如其來的技術(shù)突破,使得相變存儲(chǔ)器似乎具備了更多的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力:它的速度本來就比Flash快得多,不過歸功于較低的單元密度,它的造價(jià)只有和RAM一樣高的水平。“能夠達(dá)到每個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)3個(gè)比特這樣高的存儲(chǔ)密度,這是一件具有里程碑意義的大事”,IBM的研究員Haris Pozidis博士表示,“因?yàn)樵谕瑯哟鎯?chǔ)容量的前提下,這樣的存儲(chǔ)單元密度使得相變存儲(chǔ)器的造價(jià)要遠(yuǎn)低于DRAM,將接近于Flash的造價(jià)水平”。由于這個(gè)突破,相變存儲(chǔ)器的應(yīng)用范圍將不僅僅是光盤。
比如說,相變存儲(chǔ)器可以應(yīng)用于手機(jī),連同F(xiàn)lash一起提供一個(gè)極為高速的Cache緩存。“我們可以把一部手機(jī)的操作系統(tǒng)存儲(chǔ)在相位存儲(chǔ)器中,這樣手機(jī)就能在幾秒鐘之內(nèi)開機(jī)”,研究者們表示。在時(shí)序要求苛刻的應(yīng)用場(chǎng)景里,普通的SSD也可以被相變存儲(chǔ)器取代,因?yàn)榛贔lash的SSD讀取數(shù)據(jù)需要70微秒,而相變存儲(chǔ)器只需要不到1微秒的時(shí)間。RAM當(dāng)然還是很快的,可是在一些特定的應(yīng)用場(chǎng)合,相變存儲(chǔ)器可以作為一個(gè)“通用”存儲(chǔ)器來使用,它能夠同時(shí)取代RAM和Flash。
為了達(dá)到商用目的,這項(xiàng)研究依然需要發(fā)展,并且還要跟其他一些新興的存儲(chǔ)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng),比如“憶阻器”和“阻抗式RAM”。IBM可能并不僅僅關(guān)注其商用性,他們把相變存儲(chǔ)器視為一種完美的存儲(chǔ)介質(zhì),可以應(yīng)用于像Watson那樣的人工智能App。
如果IBM的這項(xiàng)技術(shù)能夠成熟商用的話,那么我們可以預(yù)見,這將不僅僅只對(duì)電子存儲(chǔ)行業(yè)產(chǎn)生巨變,還將影響到整個(gè)的電子信息產(chǎn)業(yè),現(xiàn)有的硬件版圖模型、軟件存儲(chǔ)算法,甚至FPGA等可編程邏輯器件的未來都將受到影響,這不禁讓人充滿了好奇和期待。