来源 | 芯片超人（ID：icmaimai）

作者 | 小芯

日经中文网5月5日报道，日本东北大学助教山本卓也等人的科研团队近期开发出了一种利用人工智能（AI）探索适合相变存储器（PCRAM）的材料的方式，可将耗电量降至此前的100分之1以下。

此前，美国英特尔公司已实现相变存储器的实用化，但在微细化技术方面遭遇难题。与其他新一代存储器相比，其耗电量也更大，所以并未像闪存那样普及开来，需要探索提升其性能的合适材料。

现如今，山本卓也等人的团队针对50种条件，借助模拟使导热率和电导率等9项特性实现数值化。利用人工智能计算出作为材料的最佳特性。如果具备这种特性，与现在已实用化的相变存储器材料相比，其耗电量将降至原来的100分之1。据称此次的方式不仅可用于半导体材料，还有望应用于电子元器件的最佳结构的探索等。

相变存储器（PCRAM）是一种非易失存储设备，它利用材料的可逆转的相变来存储信息。同一物质可以在诸如固体、液体、气体、冷凝物和等离子体等状态下存在，这些状态都称为相。相变存储器便是利用特殊材料在不同相间的电阻差异进行工作的。

上世纪五六十年代，美国发明家斯坦福·沃弗辛斯基开始研究无定形物质的性质。这是一种没有表现出确定、有序的结晶结构的物质。1968年，他发现某些玻璃在变相时存在可逆的电阻系数变化。次年，他又发现激光在光学存储介质中的反射率会发生相应的变化。1970年9月28日，他在Electronics期刊上发布的一篇文章，描述了世界上第一个256位半导体相变存储器。

相变存储器具有存取速度快和可靠性高等优点,有比其他存储器更广阔的应用空间和更好的发展趋势，有望替代目前被公众熟知的传统存储技术，如闪存技术、动态随机存取存储器（DRAM）技术等。虽然人们渐渐地认识到了新存储技术的优越性，但如何将其应用在实际中却各有差异。

从目前的研究可以看出相变存储器主要可以用来替代计算机主存、硬盘和闪存：

• 相变存储器访问相应时间短，并且具有字节可寻址特性，其写延迟约为动态随机存取存储器（DRAM）的10倍，使他在设计参考中固件代码的直接执行上显现出优势，并广泛研究用来作为DRAM的替代品；
• 相变存储器的随机读写性能能够有效地解决大规模科学计算中小粒度随机I/O对磁盘访问所造成的I/O瓶颈，这使得它在代替传统的硬盘上具有很大的优势；
• 闪存和相变存储器都是新型非易失性存储器，没有机械装置并且可随机读写，但是和相变存储器相比，闪存的读写性能略显不足，特别是写入前需要整块擦除的缺陷，导致闪存只能通过一系列更加复杂的技术化才能替代存储系统的部分功能。

除此以外，相变存储器还兼有随机存取存储器（RAM）和电可擦除只读存储器（EEPROM）等相关的属性，可以改变以前处理器和内存的信息传输架构。所以，作为新一代存储器，相变存储器备受期待。

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