記憶體是電腦的資料倉庫,傳統上主要分為速度快但斷電就消失的揮發性記憶體,另一種則是能長期保存資料,但速度較慢的非揮發性記憶體。然而,陽交大團隊打造一款「兩全其美」的記憶體,未來有望應用在大型語言模型,或是延長行動裝置電池續航並提升資料安全等。
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記憶體負責儲存指令、運算結果及各種運算所需的資訊,揮發性記憶體如動態隨機存取記憶體(DRAM)、靜態隨機存取記憶體(SRAM),速度快但斷電就消失;而快閃記憶體(Flash)能長期保存資料,但是速度較慢。近期科學界雖然嘗試開發新型記憶體,如相變化記憶體(PCM)、磁性隨機記憶體(STT-MRAM)、鐵電隨機存取記憶體(FeRAM)等始終難以兼顧「超高速切換」與「長期穩定性」。
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在國科會補助下,陽明交通大學助理教授黃彥霖領導的研究團隊攜手關鍵廠商、工研院、國研院國家同步輻射研究中心、史丹佛大學及國立中興大學等,成功突破自旋軌道力矩磁阻式隨機存取記憶體(SOT-MRAM)的關鍵材料限制,可讓此高速低功耗記憶體商用化,未來將有助於大型語言模型(LLMs)、行動裝置(延長電池續航並提升資料安全性)及車用電子與資料中心(高可靠度與低能耗)。
相關成果已發表在《Nature Electronics》期刊上,根據研究結果,此次材料膜層設計,大幅提升了鎢 (W) 材料的相穩定性,即使在高溫先進製程下,依然能保持卓越的自旋軌道力矩效應。這項突破首次展示:(1)64 kb SOT-MRAM 陣列整合 CMOS 控制電路;(2)超高速切換(1 ns);(3)長期資料穩定性(>10 年);(4)低功耗特性。這項成果不僅讓台灣在新世代記憶體技術上搶得先機,也為全球高速運算與低功耗應用開啟了全新篇章。