全球數(shù)據(jù)中心中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)總量約為10 ZB(ZB是一萬億千兆字節(jié))，并且我們估計(jì)該數(shù)量每兩年翻一番。信息和通信技術(shù)(ICT)已消耗了全球8%的電力，因此低能耗數(shù)據(jù)存儲(chǔ)已成為重中之重。迄今為止，在非易失性，耐用性強(qiáng)，高能效，低成本，高密度以及允許快速訪問操作的下一代存儲(chǔ)器的競爭中，尚無明顯贏家。

一個(gè)聯(lián)合的國際團(tuán)隊(duì)全面審查了多狀態(tài)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，它超越了二進(jìn)制，可以存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不僅僅是0和1。

多狀態(tài)內(nèi)存：不僅僅是零和一

多狀態(tài)存儲(chǔ)器是用于未來數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的極有前途的技術(shù)，具有將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在單個(gè)位(即零或一位)以上的能力，從而允許更高的存儲(chǔ)密度(每單位面積存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量)。

這避免了摩爾定律歷史上提供的收益的穩(wěn)定期，在該定律中，組件的大小每兩年減少一半。近年來，人們觀察到了摩爾定律長期以來一直處于平穩(wěn)狀態(tài)，電荷泄漏以及不斷上升的研究和制造成本使摩爾定律棺材成為了釘子。

非易失性多狀態(tài)存儲(chǔ)器(NMSM)具有高能效，高非易失性，快速訪問和低成本的特點(diǎn)。

在不縮小存儲(chǔ)單元尺寸的情況下，極大地提高了存儲(chǔ)密度，從而使存儲(chǔ)設(shè)備更高效，更便宜。

模仿人腦的神經(jīng)形態(tài)計(jì)算機(jī)

多狀態(tài)記憶還可以實(shí)現(xiàn)擬議的未來技術(shù)神經(jīng)形態(tài)計(jì)算，這將反映人腦的結(jié)構(gòu)。這種與大腦完全不同的計(jì)算方式可能為采用NMSM等新技術(shù)提供經(jīng)濟(jì)動(dòng)力。

NMSM允許進(jìn)行模擬計(jì)算，這對于智能的神經(jīng)形態(tài)網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要，并有可能最終幫助我們弄清人腦本身的工作機(jī)制。

這篇論文回顧了領(lǐng)先的NMSM候選人的設(shè)備架構(gòu)，工作機(jī)制，材料創(chuàng)新，挑戰(zhàn)和最新進(jìn)展，包括：

快閃記憶體

磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)

電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)

鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(FeRAM)

相變存儲(chǔ)器(PCM)

高密度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的非易失性多狀態(tài)存儲(chǔ)器于2020年9月在ACS應(yīng)用材料和接口中發(fā)布。