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三维存储和三维计算

项目简介:“三维存储器(3D-M)” 是由三维集成团队研发的一种基础存储器。3D-M类似楼房,其存储单元分布在三维空间中;而传统存储器(2D-M)类似平房,其存储单元分布在二维平面上。3D-M的各种性能指标(如容量、速度、集成度)均优于传统2D-M。尤其重要的是,由于3D-M阵列不占衬底面积,它能以三维集成的方式堆叠在处理器上方,实现“存储”和“计算”的高度融合。

近来,英特尔和镁光宣布将联合推出3D-XPoint存储技术。该技术被誉为“自1989年发明闪存以来的第一款新主流存储器”,在业界引起了巨大反响。从现已披露的技术细节来看,3D-XPoint是“3D-M”概念的一种技术实现,将使用我们的若干专利(美国专利US 5,835,396、中国专利98119572.5等)。我们二十余年的专利积累(80余项中美授权专利和100余项专利申请,覆盖各种3D-M技术)即将产生价值。

项目团队首期将对一次编程3D-M——3D-OTP进行产业化开发。机械存储(需要机械装置读写数据的存储器,如硬盘、光盘或磁带)被固态存储替代是存储界的大势所趋。在外存领域,机械硬盘正逐步被固态硬盘替代;在“冷存储”领域,磁带库和光盘库也将被3D-OTP替代。“冷存储”指在不上电的情况下能长期保留数据的存储技术,它主要用于档案存储和容灾备份。冷存储的传统载体是磁带库和光盘库,市场规模超过200亿元。由于3D-OTP在可靠性(包括数据寿命和皮实性)、用户体验(包括速度、便携性和检索力)和整体拥有成本(包括存储成本、附属设备成本和长期维护成本)等方面的优势,它将全面替代磁带库和光盘库。3D-OTP可用于存储电子病历、高价值视频和档案等需长期保留的数据。项目预期在第4年实现量产,量产后第一和第二年的总产值预估为6亿元,量产后5年内产值将达到100亿元级。团队2015年11月获得国内规格最高的创新创业赛事——第四届中国创新创业大赛——电子信息行业第一名,并已与武汉新芯、中芯国际和国防科大超算团队开展合作。

张国飙

张国飙,博士,美国3D-ROM公司首席科学家,三维存储3D-M领域的开拓者,具有20余年半导体行业经验。发明的3D-M是目前英特尔3D-XPoint存储技术的基础,倡导的“基于3D-M的计算构架”正被英特尔作为3D-XPoint的核心技术优势加以宣传,现提出的“基于3D-M的高性能计算”使CPU的复杂计算能力超过英特尔,获得国防科大超算团队的高度重视,将用于下一代CPU。