留下二进制的多状态数据存储

存储在全球数据中心的数据总量大约是10 zettabyte (1 zettabyte是1万亿gb)，我们估计这个数字每隔几年就会翻一番。

信息和通信技术(ICT)已经消耗了全球8%的电力，因此低能耗数据存储是一项关键的优先事项。

到目前为止，在非易失性、耐久性强、高能效、低成本、高密度和允许快速访问操作的下一代存储器的竞争中，还没有明显的赢家。

一个国际联合研究小组全面研究了多状态存储器数据存储技术，这种技术超越了二进制，可以存储更多的数据，而不仅仅是0和1。

多状态存储器:不仅仅是0和1

多状态存储器是一种非常有前途的未来数据存储技术，它能够将数据存储在一个比特以上(即0或1)，允许更高的存储密度(每个单位区域存储的数据量)。

这就避免了摩尔定律所带来的利益停滞不前，即元件尺寸每两年减半。近年来，摩尔定律出现了预期已久的停滞，电荷泄漏和螺旋研究和制造成本使摩尔定律的棺材里钉上了钉子。

非易失性，多状态存储器(NMSM)提供能源效率，高，非易失性，快速访问，和低成本。

存储密度在不缩小存储单元尺寸的情况下得到显著增强，使存储设备更高效、更便宜。

模拟人脑的神经形态计算机

多状态记忆也使拟议的未来技术神经形态计算成为可能，这将反映人类大脑的结构。这种完全不同的、启发大脑的计算机制可能为采用新技术(如NMSM)提供潜在的经济推动力。

NMSMs允许模拟计算，这可能对智能的神经形态网络至关重要，也可能帮助我们最终解开人脑本身的工作机制。

本文综述了NMSM的器件结构、工作机理、材料创新、挑战和最新进展，主要包括:

闪存

磁随机存取存储器(MRAM)

电阻随机存取存储器(RRAM)

铁电随机存取存储器(FeRAM)

相变存储器(PCM)

用于高密度数据存储的非易失性多态存储器于2020年9月发表在ACS应用材料与接口上。