Un equipo de investigación de la Universidad Fudan ha desarrollado “PoX”, una innovadora memoria flash no volátil que escribe datos a una velocidad sin precedentes: 400 picosegundos por bit, lo que se traduce en aproximadamente 25 mil millones de operaciones por segundo. Este avance, publicado en Nature, supera significativamente el rendimiento de la memoria flash convencional y sitúa el almacenamiento no volátil en el ámbito de las memorias volátiles de alta velocidad, lo que podría revolucionar el hardware de IA y más allá.
Un equipo de investigación de la Universidad de Fudan ha logrado un avance innovador en la tecnología de almacenamiento de semiconductores, desarrollando la memoria flash no volátil más rápida jamás reportada. Este nuevo dispositivo, llamado “PoX”, puede programar un solo bit en unos asombrosos 400 picosegundos, lo que equivale a 25 mil millones de operaciones por segundo. Esta velocidad notable supera significativamente las capacidades previas de memoria no volátil y establece un nuevo punto de referencia para aplicaciones intensivas en datos, particularmente en el ámbito del hardware de IA.
Este avance representa un cambio de paradigma en la tecnología de memoria, ya que cierra la brecha de rendimiento entre los tipos de memoria volátil y no volátil. Tradicionalmente, las memorias volátiles como SRAM y DRAM ofrecen velocidades de escritura rápidas (1-10 nanosegundos) pero pierden datos cuando se corta la energía. Por el contrario, la memoria flash, que es no volátil, conserva los datos sin energía pero normalmente opera a velocidades mucho más lentas, requiriendo micro- a milisegundos por escritura. PoX supera esta limitación al combinar la velocidad de SRAM con la retención de datos de la memoria flash, ofreciendo una solución que satisface los exigentes requisitos de ancho de banda y energía de los sistemas de IA modernos.
El equipo de la Universidad de Fudan, liderado por el profesor Zhou Peng, logró esta hazaña al rediseñar la física fundamental de la memoria flash. Reemplazaron los canales de silicio convencionales con grafeno bidimensional de Dirac, explotando sus propiedades de transporte de carga balística. Al ajustar cuidadosamente la “longitud gaussiana” del canal, los investigadores lograron una superinyección bidimensional, lo que resultó en una sobretensión de carga efectivamente ilimitada en la capa de almacenamiento. Este enfoque innovador evita el cuello de botella de inyección clásico, permitiendo las velocidades de escritura sin precedentes.
Las implicaciones de este avance son de gran alcance, particularmente para el campo de la inteligencia artificial. A medida que el hardware de IA depende cada vez más del acceso rápido a los datos, las limitaciones de almacenamiento se han convertido en un cuello de botella significativo. Las velocidades de escritura ultrarrápidas y la naturaleza no volátil de PoX prometen eliminar este cuello de botella, potencialmente revolucionando la inferencia y el entrenamiento de la IA. La capacidad del dispositivo para retener datos sin energía en espera mejora aún más su atractivo para la IA de borde y los sistemas con batería limitada.
El impacto de PoX se extiende más allá de la IA, potencialmente remodelando el panorama de la tecnología de almacenamiento. Si se produce en masa, esta nueva memoria podría eliminar la necesidad de cachés SRAM de alta velocidad separados en los chips de IA, lo que resultaría en reducciones significativas en el área y el consumo de energía. Además, podría permitir portátiles y teléfonos de encendido instantáneo y de bajo consumo, y admitir motores de bases de datos que contengan conjuntos de trabajo completos en RAM persistente.
El desarrollo de PoX también tiene importantes implicaciones estratégicas, particularmente para la industria de semiconductores de China. La memoria flash es una piedra angular de la estrategia global de semiconductores, y este avance ofrece un “mecanismo completamente original” que puede alterar el panorama existente. El logro del equipo podría fortalecer el impulso interno de China para asegurar el liderazgo en tecnologías de chips fundamentales.
Los planes futuros del equipo implican escalar la arquitectura de la celda y realizar demostraciones a nivel de matriz. Si bien no se han nombrado socios comerciales, las fundiciones chinas están explorando activamente la integración de materiales 2D con líneas CMOS convencionales. Esto sugiere un esfuerzo concertado para llevar la tecnología PoX al mercado.
En conclusión, el desarrollo de PoX por parte del equipo de la Universidad de Fudan representa un gran paso adelante en la tecnología de memoria. Sus velocidades de escritura ultrarrápidas, su naturaleza no volátil y su potencial para la operación de bajo consumo lo convierten en una solución prometedora para abordar las crecientes demandas de la IA y otras aplicaciones intensivas en datos. Este avance tiene el potencial de remodelar el panorama del almacenamiento, impulsando las actualizaciones industriales y abriendo nuevos escenarios de aplicación.
La memoria flash “PoX” de la Universidad Fudan marca un avance significativo en el almacenamiento de datos, logrando velocidades de escritura en picosegundos (25 mil millones de operaciones por segundo) y potencialmente revolucionando el hardware de IA al eliminar cuellos de botella de almacenamiento y permitir dispositivos ultrarrápidos y de bajo consumo. Este avance, que utiliza grafeno y optimización impulsada por IA, podría remodelar el panorama de los semiconductores y fortalecer el liderazgo de China en tecnología de chips, aunque la escalabilidad y la comercialización siguen siendo desafíos clave.
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