Китайские ученые разработали самую быструю флеш-память

Введение

17 апреля 2025 года ученые из Фуданьского университета в КНР продемонстрировали свою передовую разработку — прототип новейшего формата-флеш памяти, которая способна записать 10 МБ за 0,32 секунд, а 1 ГБ данных всего за 3 секунды. Новый тип памяти получил название PoX. Разработка станет не только выдающимся достижением для микропроцессорной индустрии Китая, но и для всего мира.

Подробнее о памяти PoX

PoX — это новейший полупроводниковый накопитель данных, который способен выполнять до 25 миллиардов операций в секунду, что позволяет записывать 1 бит информации со скоростью 400 пикосекунд. В то же время, традиционные форматы статической и динамической оперативной памяти, вроде SRAM, DRAM, способны записать 1 бит данных со скоростью от 1 до 10 наносекунд, а стандартная флеш-память сохраняет информацию со скоростью от 1 макросекунды до 1 микросекунды. Такая разница в скорости обусловливается возможность сохранения данных без энергообеспечения — оперативная память теряет данные при отключении подачи энергии, а флеш-память способна ее сохранить. Формат флеш-памяти PoX смог преуспеть в обоих направлениях — он не только записывает информацию быстрее, чем SRAM и DRAM, но и сохраняет все данные после отключения энергии, а при этом не требуя много электроэнергии для работы. Благодаря этому, PoX можно использовать даже для создания новейших ИИ-ускорителей, тогда как ранее флеш-память была слишком медленной для обработки терабайтов видеопамяти в режиме реального времени.

Таких выдающихся характеристик группе ученых из Фуданьского университета удалось достичь, экспериментируя с разными полупроводниками — они решили отказаться от стандартного кремния, применив двумерный кристалл графена Дирака для создания каналов памяти. Графен Дирака — это особая форма графена, углеродного материала толщиной в один атом, с уникальными электронными свойствами, которые позволяют более эффективно перемещать электрон через материал почти без затухания и столкновений. Именно это свойство графена Дирака позволяет достигать сверхвысокой скорости при передачи данных, при этом сохраняя высочайшую энергоэффективность. Более того, китайские ученые предполагают, что им удалось достичь предела физических возможностей разгона скорости передачи данных флеш-памяти. Интересно, что ученые нередко обращались к возможностям искусственного интеллекта, чтобы оптимизировать процессы разработки и достигнуть наилучшего результата.

Сценарии использования PoX

Флеш-память PoX можно эффективно применять в массе различных сценариев использования. Например, энергонезависимость и энергоэффективность — важнейшие критерии для нового витка развития периферийного искусственного интеллекта, когда LLM будут запускаться не на удаленном сервере, а на устройствах пользователей. В свою очередь, высокая скорость памяти позволяет устранить узкое место памяти оборудования для обучения LLM — нынешние вычислительные кластеры потребляют мегаватты энергии и обрабатывают петабайты данных. Не исключено, что PoX будет эффективен при интеграции в различные сопроцессоры, например, NPU и DPU, сокращая занимаемую стандартной памятью площадь кристалла и уменьшая энергопотребление. В пользовательском секторе PoX тоже может быть очень полезна — если технология получит развитие, новая флеш-память позволит ноутбукам, телефонам и ПК включаться буквально мгновенно. Впоследствии, PoX имеет все шансы заменить привычную кэш-память SRAM и оперативную память DRAM.

Выводы

Появление формата флеш-памяти PoX может оказать значительное влияние на мировую индустрию создания микроэлектроники. Особенно большой потенциал PoX способна оказать на сектор микропроцессоров. В данный момент стандартные форматы оперативной памяти существенно тормозят развитие CPU — увеличение частоты модулей DDR увеличивает их энергопотребление и делает их более чувствительными к электромагнитным помехам. В свою очередь, разработчики процессоров вынуждены масштабироваться в горизонтальной плоскости, увеличивая количество каналов памяти и стремясь добиться все более и более компактных техпроцессов, что не только увеличивает стоимость создания чипов, но и увеличивает вероятность брака. Ученые со всего мира изучают свойства различных полупроводников, стремясь создать или найти материал, который будет способен удешевит CPU, снизит его TDP и позволит сделать его более компактным, и память PoX может стать большим рывком вперед, приблизив человечество к созданию самого эффективного полупроводника в мире.