韩国研究团队成功研发下一代 AI 相变内存 功耗降低 76%

韩媒报道，一种能够在存储运算过程中控制热量，并将功耗较现有水平最高降低 76% 的下一代 AI 相变内存已成功研发。相变内存利用物质在结晶态与非结晶态下的电阻差异来存储信息，属于非易失性存储器，具备高速运行与单单元多信息存储的特性，正被视为人工智能及存内计算领域的下一代存储方案。

韩国国家研究基金会于 9 月 11 日宣布，高丽大学电气电子工程系金建洙教授团队成功实现“双重隔离相变异质结构内存”，通过将两种特性迥异的材料结合，逐步调控内存内部的散热扩散与相变区域。该成果已在线发表于国际学术期刊《International Journal of Extreme Manufacturing》（极端制造）。

新型相变内存技术显著降低能耗

随着生成式人工智能与大语言模型带来的数据量激增，相变内存作为现行存储的替代技术受到广泛关注。然而，传统相变内存存在一个固有瓶颈：数据写入时产生的热量会向周边蔓延，既浪费能量又难以精确控制相变区域。更棘手的是，低驱动电压的材料往往耐热性差，而耐热材料又需高电压驱动，二者形成难以兼顾的矛盾。

研究团队引入了一种新结构，在器件中同时排布两种在驱动时均可维持结晶态的过渡金属硫族化合物——NiTe₂与 MoTe₂。其中，NiTe₂扮演热传导层角色，即便在较低电压下也能高效产生并传递热量；MoTe₂则作为热阻断层，抑制热量向外扩散。借助此设计，团队得以自主规划内存内部的热移动路径，对相变发生的位置与范围实现精确控制。

实验结果表明，该结构使内存内部热流路径可按需设计，最终将运行能耗较现有方案降低 76%，同时将器件耐久度（即可驱动次数）提升 110%。