人工知能の時代において、ストレージ速度の最新の限界はどこにあるのでしょうか?北京時間4月16日夜、復旦大学のZhou Peng氏とLiu Chunsen氏のチームは最新の成果をNature誌に発表した。同チームが10年をかけて開発したピコ秒フラッシュメモリデバイス「デイブレイク（PoX）」は、1ナノ秒（400ピコ秒）未満の消去・書き込み速度を実現した。これは人類が現在習得している最速の半導体電荷蓄積デバイスであり、既存の蓄積技術の限界を再定義します。
「瞬きに相当する間に、スーパーフラッシュメモリは10億回動作した。つまり、光が12センチメートル進む間に、数千個の電子が蓄積された」と周鵬氏は語った。
文明の変遷により、必然的に大量のデータが生成されます。古代の出来事を記録するためのロープの結び方から今日の高度な電子ストレージ技術に至るまで、人類の情報保存速度の追求は決して止まることがありません。
現在、最も高速なメモリは揮発性メモリです。これらは高速ですが、電源がオフになるとデータが失われるため、低電力シナリオに適用するのは困難です。これに対し、フラッシュメモリに代表される不揮発性メモリは、消費電力が極めて低いという利点があるものの、AIコンピューティングの超高速なデータアクセス要求には応えられません。
解決策は、重要な基本的な科学的問題、つまり情報の不揮発性アクセス速度の限界にあります。
2015年以来、Zhou Peng氏とLiu Chunsen氏のチームは、二次元材料を使用してフラッシュメモリを作成し、アクセス速度を向上させる試みを続けてきた。 10年後の今日、彼らはピコ秒フラッシュメモリデバイス「Dawn」で限界を超える答えを出した。
研究チームは、独自の理論枠組みを打ち破ることで、擬似二次元ガウスモデルを構築し、ピコ秒フラッシュメモリデバイス「ドーン」の理論的基礎となる電荷スーパーインジェクション現象を理論的に予測した。ハイパーインジェクションの何がそんなに特別なのでしょうか?従来の注入ルールの注入極点を突破し、無制限の注入を実現します。 「階段を登る例を考えてみます。従来の注射は足を使って歩くため、全身の力で速度制限がありました。しかし、スーパー注射はロケットに座って階段を上っていくようなものです。制限がなく、速度が上がります。」劉春森氏が説明した。
フラッシュ メモリは、最もコスト効率が高く広く使用されているメモリとして、常に国際的なテクノロジー大手の技術レイアウトの基礎となってきました。同チームが開発した「デイブレイク」ピコ秒フラッシュメモリーデバイスは、情報保存速度の限界に到達し、大規模なAIモデルの極めて高速な実行を支援する。 2次元スーパーインジェクション機構により、不揮発性ストレージの速度も理論上の限界まで向上します。この高速不揮発性フラッシュメモリ技術は、世界のストレージ技術の状況を変え、産業の高度化を促進し、新たな応用シナリオを生み出すことが期待されており、また、我が国が関連分野で技術的リーダーシップを達成するための強力な支援となると期待されている。