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受张无忌启发破除思维定式,复旦团队研制迄今最快闪存

日期:2025-04-16 23:03:00

当DeepSeek显示“现在提问的人有点多,请稍后再试”时,着急的你是不是有点“抓狂”?

大模型的“大”远超想象,一个满血版大模型想要流畅运行,存储单元至少每秒工作上亿次;能用来加速的高速存储器本就不多,功耗高,容量也不够大。大模型运行压力之大,可想而知。

当下,信息的存储速度极限,成为集成电路领域最为关键的基础科学问题之一。

日前,复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室周鹏/刘春森团队成功研制“破晓”闪存器件,擦写速度达到400皮秒,比传统闪存的擦写速度快100万倍,是人类迄今掌握的最快半导体电荷存储器件。北京时间4月16日晚,相关成果发表于国际顶尖期刊《自然》。

【最难的是突破思维模式】

目前速度最快的存储器均为易失性存储器,其速度不到1纳秒,但断电后数据会丢失。以传统闪存为代表的大容量非易失性存储器,不会轻易丢失数据,但存储速度比芯片工作速度落后10万倍以上。这两类存储器都难以满足AI计算对数据极高速存取的需求。

近10年来,研究团队一直深耕闪存“提速”难题。

传统硅材料闪存的电荷注入曲线类似一座山,有一个峰顶,哪怕工艺优化到极致,仍会面临极限,这限制了电荷存储速度。

研究团队发现不打破原有理论框架,难以实现颠覆性结果。大约5年前,他们下定决心,从底层物理出发,构建一个全新的理论框架。

“最难的是突破思维模式。金庸小说《倚天屠龙记》中,张三丰对张无忌说,当你忘记所有的动作,你就真正学会了太极拳。这里的‘忘记’,本质就是破除思维定式。我们也走过一些弯路,因为就算下定决心要探索未知,但思考问题时总不自觉地往熟悉的老技术靠。”复旦芯片与系统前沿技术研究院研究员刘春森坦言。

又经过5年的努力,研究团队从理论上发现了一种无极限注入新路径。

他们更加深切体会到,如果执着于“爬楼梯”本身,速度怎么也快不了。但如果转换思路,“乘火箭”也能登顶,且速度能有极大突破。无极限注入,正是这枚“火箭”。

【正在往产业化方向推进】

基于这一物理机制的创新,团队研制的“破晓”闪存器件,速度达到400皮秒,相当于每秒工作25亿次。

“在一眨眼的时间,传统U盘只能工作1000次,而‘破晓’可以工作10亿次。”刘春森说。

闪存作为性价比最高、应用最广泛的存储器,一直是国际科技巨头技术布局的基石。

如此之快的“破晓”,速度完全超越了现有存储体系,是人类目前最快的半导体电荷存储技术。这意味着存储技术边界需要重新定义,预期未来将助力AI大模型极速运行。

为何叫“破晓”?除了皮的谐音,还因为破晓是黎明前最黑暗的时刻。“希望我们的技术能够真正助力中国半导体产业有所突破。”复旦大学集成电路与微纳电子创新学院副院长周鹏教授说。

据悉,“破晓”正在往产业化方向推进,已实现小规模中试。

原标题:《受张无忌启发破除思维定式,复旦团队研制迄今最快闪存》

题图来源:周鹏(右一)/刘春森(右二)团队。黄海华 摄

来源:作者:解放日报 黄海华