清華研發(fā)出首款全靈活電阻式RAM設(shè)備FlexRAM

1 月 23 日，清華大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)發(fā)布成果稱成功研發(fā)出了一種名為 FlexRAM 的新型液態(tài)金屬存儲(chǔ)器，該項(xiàng)研究成果刊登在《Advanced Materials（先進(jìn)材料）》期刊上。

全彈性電阻式浮動(dòng)存儲(chǔ)器 FlexRAM，其重要組件包括 Ecoflex 生物聚合物粘附的液態(tài)金屬鎵液滴，通過二進(jìn)制儲(chǔ)存的電荷實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存。

這類基于鎵的液態(tài)金屬賦予了 FlexRAM 顯著的數(shù)據(jù)寫入和讀取能力。就像仿生學(xué)原理中神經(jīng)元的超極化和去極化過程，定向氧化和還原機(jī)制使得液態(tài)金屬能夠進(jìn)行寫入和讀取。

參與此項(xiàng)目的清華大學(xué) FlexRAM 研究員劉靜教授表示：“這種新技術(shù)本質(zhì)上顛覆了原有柔性存儲(chǔ)觀念，為將來的軟體智能機(jī)器人、腦機(jī)接口系統(tǒng)、可穿戴/植入電子設(shè)備構(gòu)建了底層架構(gòu)和技術(shù)走向。”

在研究過程中，研究人員利用正負(fù)偏壓作為參照值來確定二進(jìn)制數(shù)據(jù)“1”和“0”的寫入方式。鐵則呈現(xiàn)低電阻的“1”狀態(tài)，通過扭轉(zhuǎn)偏壓即可使其回歸原始低電阻的“0”狀態(tài)，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的反復(fù)存儲(chǔ)和清除。

在演示 FlexRAM 的存儲(chǔ)和清除功能時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)將其接入了軟件和硬件設(shè)施中。他們通過計(jì)算機(jī)控制，用掉以 0 和 1 代表的字母和數(shù)字向由 8 個(gè) FlexRAM 存儲(chǔ)模塊組成的矩陣中寫入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。運(yùn)用脈寬調(diào)制技術(shù)，將計(jì)算機(jī)的比特信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，以便精準(zhǔn)操控液態(tài)金屬的氧化和還原過程。

劉靜教授坦誠(chéng)，當(dāng)前階段的FlexRAM 為易失性存儲(chǔ)器，即在電源切斷后數(shù)據(jù)會(huì)立即消失。然而，根據(jù)內(nèi)存原理，此類器件的形式可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行拓展。而且，實(shí)驗(yàn)證明即便在切斷電流的環(huán)境下，F(xiàn)lexRAM 仍能在低氧或無氧條件下保留數(shù)據(jù)達(dá) 12 小時(shí)之久，且經(jīng)過多次重啟操作仍能保持穩(wěn)定的運(yùn)行效率。

專業(yè)媒體 IEEE Spectrum 也探討了FlexRAM 在軟體機(jī)器人、腦機(jī)接口系統(tǒng)和可穿戴/植入電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的巨大潛力