- ETCRAM 技术可提升计算机能效，降低能源消耗。
- ETCRAM 打破二进制限制，能储存连续范围的模拟值。
- 此技术对于边缘计算尤为重要，能减少数据传输延迟。
- ETCRAM 的精确度比现有技术高出 100 倍。
美国桑迪亚国家实验室的研究人员近期推出了一项全新的计算机记忆体技术，该技术打破了传统二进制计算的界限，并有望实现比现今电子设备更高的能效。这项新技术名为 ETCRAM，意指电热化学随机存取记忆体，预计将有助于减少科技行业的能源消耗。ETCRAM 利用局部加热和电脉冲在铌和钒氧化物材料中储存连续范围的模拟值。桑迪亚的研究员艾略特·富勒表示：“ETCRAM 的精确度比现有最先进技术高出 100 倍，并且动态范围至少高出三个数量级。”
这是可以以模拟方式储存的数值。
打破二进制限制的技术
ETCRAM 技术的突破在于突破了 1 与 0 的限制。自数字时代以来，硅芯片一直以二进制方式处理信息，开关打开时为 1，关闭则为 0。虽然这一二进制框架是为现代世界设计的，但它在强迫复杂计算通过两种状态的管道时浪费了大量能源。ETCRAM 删除了这些限制，这种新型记忆体技术能够储存连续范围的模拟值，而不仅仅是选择开或关。研究员亚历克·塔林解释道：“可以将 ETCRAM 理解为一个记忆设备。”
您可以将电池充电到一半，然后停止充电，利用这些能量。电池的状态就是一种记忆，它储存了这一状态。”
ETCRAM 的运作原理类似，使用局部热量和电脉冲将不同的物理状态固定在铌和钒氧化物等材料内。富勒补充道：“我们开发的技术旨在克服现有计算技术的限制，以真正提高能效。”这一技术的性能提升是巨大的，富勒指出 ETCRAM 提供的精确度是现有模拟记忆体装置的 100 倍，并且动态范围高出至少三个数量级。关键在于一个物理技巧：自加热。电化学反应通常较慢，但通过在电脉冲中触发微型热脉冲，该设备能够加速运行，锁定精确的模拟值而无需消耗大量电力。
边缘计算的能源需求
随着人工智能的迅速发展，对于能源的需求正在不断上升，数据中心的电力消耗以惊人的速度增长。联邦预测指出，到 2050 年，美国服务器的电力消耗可能达到每年约 8000 亿千瓦时。用 ETCRAM 等模拟元件取代耗电量大的硅记忆体，或许能够降低这一需求曲线。此发展对于边缘计算尤为重要，因为它使硬件（例如镜头传感器）能够直接在设备上进行复杂的数据分析，从而降低能源消耗及数据传输延迟。
在边缘计算中，数据在收集的地方进行处理，而不是将其发送回遥远的云服务器。想象一个智能安防摄像头在其内部传感器上实时分析影片，或是一辆自动驾驶车辆在不延迟的情况下做出瞬间决策。
随着这项技术的发展，未来的计算可能会变得更为主观、自加热，且出奇有效率。
项目 规格 处理器/SoC ETCRAM 能效 高于现有技术 100 倍
ETCRAM 对未来计算的影响
ETCRAM 技术的出现标志着计算机记忆体的一次重大突破，能有效提升能效并减少能源浪费。随着人工智能和数据中心需求的增长，传统硅记忆体的能耗问题愈发突出。ETCRAM 的模拟储存能力不仅能提高计算精度，还能在边缘计算中实现即时数据分析，降低延迟和能源消耗。这对于未来的计算架构及其在各种应用中的实用性具有深远的影响。