【科学家开发新存储器架构,可在 500 度以上的超高温运作】
传统的 DDR 存储器在特定温度范围内运作,通常不超过摄氏 100 度(约华氏 212 度),但超过该范围可能导致资料丢失及温控调频(Thermal Throttling)。不过,密歇根大学研究人员开发一种新的存储器架构,其特性几乎与 DDR 存储器相反,操作温度范围至少为摄氏 260 度(华氏 500 度),并能在超过摄氏约 594 度(华氏 1,100 度)的高温下运行。
这种非传统存储器设计利用电池特性,在极端高温下储存数据。其中,资料是透过在存储器内部的两层(半导体氧化钽和金属钽)之间移动带负电的氧原子来储存。这些氧原子透过一种固态电解质在两层钽材料之间转移,而固态电解质如同一道屏障,防止氧原子在两层之间随意跳动。
氧原子据称是透过三个铂电极(platinum electrodes)进行引导,控制每个氧原子从一层移到另一层,代表数据的改变。这些移动行为与电池类似,而三个电极控制氧原子是被吸入氧化钽还是被推出,则类似电池充电或放电过程。
氧化钽的氧含量据称可以作为绝缘体或导体,分别用于表示数字 0 或 1,使该材料能在两种不同的电压状态之间切换。
这种解决方案与传统方式完全不同,现今的存储器技术主要依靠电子移动,但电子对温度非常敏感。当温度过高时,由于电流物理极限的影响,电子会变得无法控制。相反地,密西根大学提出这种特殊存储器技术则依赖氧原子,这不会受相同的温度限制。
研究人员指出,这种以氧原子为基础的解决方案,最低温度也必须相当高,所以运行前需要加热器将存储器加热到工作温度,与内燃机类似。虽然目前尚未宣称有最高温度限制,但研究人员透露,这种存储器可以在超过华氏 1,100 度(约摄氏 594 度)的条件下储存信息状态超过一天。此外,因为设计关系,这种解决方案比其他替代存储器的设计更节能。