体积小、耗能低，新型磁存储器件有望解决AI“内存瓶颈”

磁态转换模拟（视频截图）图源：EurekAlert！网站

科技日报华盛顿2月10日电美国和意大利研究人员10日在《自然·电子》杂志上发表研究报告称，他们开发出一种基于反铁磁材料的新型磁存储器件，其体积很小，耗能也非常低，很可能有助于解决目前人工智能（AI）发展所遭遇的“内存瓶颈”。

AI技术的快速发展有望改善医疗保健、交通运输等多个领域，但其巨大潜力的发挥要以足够的算力为基础，随着AI数据集越来越大，计算机需要有更强大的内存支撑。理想情况下，支持AI的存储设备不仅要有与静态随机存储器（SRAM）一样快的速度，还要有类似于动态随机存储器（DRAM）或闪存的存储容量，更重要的是，它耗能要低。但目前还没有满足所有这些需求的存储技术，这导致了所谓的“内存瓶颈”，严重限制了当前AI的性能及应用。

为此，美国西北大学和意大利墨西拿大学的研究人员合作，将目标瞄向了反铁磁材料。反铁磁材料依靠磁性的有序自旋来完成数据存储，所存数据也无法被外部磁场擦除。因其快速安全、耗能低，被视为存储设备的潜力材料，而如何控制材料内部磁序则成为目前的一个研究难点。

在新研究中，团队使用了柱状反铁磁材料，这是以前科学家从未探索过的几何形状。研究表明，生长在重金属层上的、直径低至800纳米的反铁磁铂锰（PtMn）柱，通过极低电流后可以在不同的磁态之间可逆地转换。通过改变写入电流的振幅，即可实现多级存储特性。