400 пикосекунд на запись: китайская PoX рвёт все рекорды

Китайская команда из Фуданьского университета совершила важный технологический прорыв: представлена первая в мире полупроводниковая память с рекордной скоростью записи и стирания — всего 400 пикосекунд. Это в сотни тысяч раз быстрее типичной флеш-памяти, где задержки достигают 100 микросекунд. Разработка, получившая название «PoX» (破晓 — «Рассвет»), уже признана самой быстрой технологией хранения заряда на сегодняшний день.

Результаты опубликованы в журнале Nature 16 апреля. Над проектом работала команда лаборатории интегральных чипов под руководством профессоров Чжоу Пэна и Лю Чуньсэня. Ключевой элемент — предсказанный ими эффект сверхинжекции: новая теоретическая модель позволила электрону ускоряться и проникать в область хранения заряда без «разгона», что ранее считалось невозможным.

Память основана на усовершенствованной архитектуре флеш-устройств, но благодаря квазидвумерному Поассону-моделированию команда добилась скорости в 400 пикосекунд, что эквивалентно 2,5 миллиардам операций в секунду. Это быстрее даже самых быстрых SRAM-чипов и открывает путь к объединению оперативной и постоянной памяти.

Авторы считают, что в будущем такие чипы смогут устранить традиционное разделение на «память» и «хранение», а персональные компьютеры смогут локально работать с большими языковыми моделями ИИ без облака. Архитектура хранения в принципе может быть переосмыслена.

Работа стала результатом десятилетнего цикла исследований. Ещё в 2015 году команда начала эксперименты с двухмерными материалами, в 2018 и 2021 годах публиковала промежуточные успехи в Nature Nanotechnology, а в 2023-м и 2024-м подтвердила работоспособность своих моделей в практических прототипах.

«PoX» уже реализован в виде тестовой микросхемы объёмом 1 килобит, совместимой с технологией CMOS. В ближайшие 3–5 лет разработчики планируют увеличить объём памяти до десятков мегабит. Появление таких устройств может стать основой для пересмотра всей архитектуры хранения данных в эпоху ИИ, облачных вычислений и сетей 6G.

Исследование поддержано рядом китайских государственных и региональных научных программ, включая фонд перспективных исследований и инициативу «Звезда Шанхая». Коммуникационные авторами статьи стали Лю Чуньсэнь и Чжоу Пэн, а первая авторская группа включает аспирантов и молодых исследователей университета.