维也纳大学研发革命性的新型智能晶体管
通常情况下，电脑芯片由电子元件组成，总是做同样的事情。然而未来更多灵活性的芯片将成为可能。新类型的自适应晶体管可以在运行期间动态切换以执行不同的逻辑任务。 这从根本上改变了芯片设计的可能性，并在人工智能、神经网络，甚至是在0和1以外的更多数值下工作的逻辑领域开辟了全新的机会。
为了实现这一目标，维也纳大学（TU Wien）的科学家们没有依靠通常的硅技术，而是依靠锗。这取得了成功。世界上最灵活的晶体管现在已经用锗生产出来了。相关研究成果已被刊登在ACS Nano杂志上。锗的特殊性能和专用程序门电极使用使我们有可能创造出一个新元件的原型，可能会开创芯片技术的新时代。
晶体管是每个现代电子设备的基础：它是一个微小的元件，要么允许电流流动，要么阻止电流流动，取决于是否向控制电极施加电压。这使得建立简单的逻辑电路成为可能，但也有可能建立记忆存储。电荷如何在晶体管中传输取决于所使用的材料。要么有携带负电荷的自由移动的电子，要么个别原子中可能缺少一个电子，所以这个地方带正电。这就被称为"空穴"，它们也可以在材料中移动。
在维也纳大学的新型晶体管中，电子和空穴都以一种非常特殊的方式被同时操纵。研究人员用一根极细的锗线，通过极其干净的高质量接口连接两个电极。在锗段上方放置了一个像传统晶体管中的门电极。这种晶体管还有一个控制电极，它被放置在锗和金属的界面上。它可以动态地对晶体管的功能进行编程。
这种设备结构使其有可能分别控制电子和空穴，这是因为锗有一个非常特殊的电子结构：当你施加电压时，电流最初会增加，正如你所期望的那样。然而，在某个阈值之后，电流再次减少，这被称为负差分电阻。在控制电极的帮助下，研究人员可以调节这个阈值在哪个电压上。这导致了新的自由度，可以用它来赋予晶体管目前所需要的特性。
例如，通过这种方式，一个NAND门可以被切换成NOR门。在未来，这种智能可以转移到新的晶体管本身的适应性上，以前需要160个晶体管的算术运算，由于这种适应性的提高，用24个晶体管就可以实现。通过这种方式，电路的速度和能源效率也可以大幅提高。
我们熟知的NAND闪存，还有个“双胞胎兄弟”
【IT168 评论】无论消费者还是企业机构，大多数人在谈到闪存时，首先想到的就是NAND闪存。从一定的现实意义上来讲，NAND闪存可以说已经成为固态硬盘的代名词。基于块寻址结构和高密度，使其成为磁盘的完美替代品。
NOR闪存是另一种与NAND不同的闪存类型，它具有不同的设计拓扑结构，某些特定的应用场景下更为适合。在比较NAND和NOR闪存在不同应用中的相对优势和适用性之前，检查其结构差异是很重要的。
NAND闪存产品是当今已经达到高水准的存储芯片，是当前市面上嵌入式以及独立式SSD的主要原材料。多层单元(MLC)技术和3D制造工艺的结合，将NAND存储单元垂直蚀刻到硅衬底上，使存储密度和NAND芯片容量呈几何级增长。
NAND与NOR电路基础
尽管NAND闪存是这两种非易失性内存技术中相对流行的一种，但NAND和NOR都是由同一名东芝公司的工程师在上世纪80年代中期发明的。要理解这两个种类的区别和命名，需要简要回顾一下逻辑门的基础知识。
NAND和NOR分别涉及到布尔逻辑函数中的逻辑“和”（and）以及“或”（or）。如下所示，NAND和NOR都生成响应两个二进制输入的输出。
响应两个二进制输入的NAND和NOR输出
NAND和NOR逻辑门仅仅为它们各自的功能实现了上面这个真值表。
NAND门在概念上是作为AND门实现的——当两个输入都是1时输出1——后面跟着一个NOT门，这是一个逻辑反转。相应的，NOR门在概念上是一个OR门——有任何一个输入是1时输出1，然后是NOT门，这是一个逻辑倒装。
布尔逻辑的背景对于理解NAND和NOR闪存至关重要，因为闪存单元被连接到一个行和列的数组中。在NAND闪存中，一组中的所有单元(通常是一个字节的倍数，取决于芯片的大小)共享一条位线，并以串行方式连接每个单元，每个单元连接到一个单独的字行。同一字行连接一个内存块中的多个字节，通常为4 KB到16 KB。因此，只有当所有的字线都是高或单状态时，位线才会降低或变为零状态，这实际上将内存组转换为一个多输入NAND门。
与此相反，NOR闪存并行组织位线的方式是，当位线和字线都处于低或零状态时，内存单元只保持高或单状态。
NAND单元的串联结构使得它们可以通过导电层(或掺杂层)连接在衬底上，而不需要外部接触，从而显著减少了其横截面积。
NAND闪存单元的串联连接意味着它们不需要单元之间通过金属层进行外部接触——而这正是NOR拓扑结构所需的。使用导电层连接硅衬底上的单元意味着NAND闪存的密度通常比NOR高两个数量级，或100倍。此外，组内单元的串联连接使它们可以垂直地堆积在3D数组中，位线类似于垂直管道。
相反，由于NOR闪存单元不能单独寻址，因此它们对于随机访问应用程序更快。
NAND与NOR产品类型
这两种类型的闪存具有明显的特性和性能差异，它们有各自最适合的应用程序类型。除了容量外，NAND和NOR闪存还具有不同的运行、性能和成本特性，如下图所示。
这两种闪存中也有几种不同的产品类型，它们在I/O接口、写入持久性、可靠性和嵌入式控制功能方面有所不同。
NAND闪存产品类型
NAND闪存以单层（SLC）、多层（MLC）、三层（TLC）或四层（QLC）的形式在每个单元（cell）中存储bit，分别为1 bit/cell、2 bit/cell、3 bit/cell、4 bit/cell。要确定哪种类型的NAND最适合于工作负载，简单来说，每个单元的位数越高，其容量就越大——当然，是以数据持久性和稳定性为代价的。
NAND设备只是没有任何外围电路的存储芯片，这些外围电路使NAND闪存可以在SSD、U盘或其他存储设备中使用。相比之下，托管型NAND产品嵌入了一个内存控制器来处理必要的功能，比如磨损调平、坏块管理(从使用中消除非功能性内存块)和数据冗余。
NOR闪存产品类型
串行设备通过只暴露少量(通常是1到8个)I/O信号来减少包的pin数。对于需要快速连续读取的应用程序来说，这是理想的选择。NOR闪存通常用于瘦客户机、机顶盒、打印机和驱动器控制器。
并行NOR产品暴露多个字节，而且通常使用内存页而不是单独的字节进行操作，更适用于启动代码和高容量应用程序，包括数码单反相机、存储卡和电话。
两种闪存都是不可或缺的
NAND是闪存的主力，广泛用于嵌入式系统和SSD等存储设备的大容量数据存储。不过，NOR 闪存在存储可执行的启动代码和需要频繁随机读取小数据集的应用程序方面起着关键作用。显然，这两种类型的闪存将继续在计算机、网络和存储系统的设计中发挥作用。
原文作者：Kurt Marko
相关问答
331芯片内部是两个什么 门 交叉耦合?1.331芯片内部是由两个NAND门交叉耦合。2.这种交叉耦合的设计可以实现多种逻辑功能,例如AND、OR、NOT等,同时还可以减少电路中的晶体管数量,提高芯片的性能...
cmos 门电路 输出逻辑表达式?CMOS门电路的输出逻辑表达式与门电路类型有关。举例而言,对于与门电路,输出逻辑表达式如下:Y=A·B其中,“·”表示逻辑与操作、A和B为输入信号,Y为输出...
74ls04是什么逻辑 门 ?74LS04是74系列逻辑门的简称,它是一种四输入NAND门集成电路。该IC采用TTL技术,具有高速和低功耗特性。它具有4个逻辑输入端(A、B、C和D)和1个逻辑输出端(Y)...
inv是什么 门 ?安森美半导体提供差分逻辑门,包括AND、NAND、OR、NOR、XOR、XNOR及INV门。安森美半导体提供差分逻辑门,包括AND、NAND、OR、NOR、XOR、XNOR及INV门。
7426是什么芯片?是抗辐射核心芯片。2022年11月3日,空间站梦天实验舱顺利完成转位,标志着中国空间站“T”字基本构型正式建成。11月12日,天舟五号货运飞船与空间站天和核心舱...
...至少有一个为02.下列四种类型的逻辑 门中 ,可以用()实】作业帮[最佳回答]1.A2.D3.C(这个道不是很清楚,我好久没做了,记不太清了)4.B5.D
存储器的编制单位是什么?是,SRAM和NANDflush基本构成单位是4个与非门(NAND)组成的(DFF)D触发器,DDR同样是由特殊的双触发主从DFF构成时钟触发锁存和刷新时钟触发刷新.DFF的基本构成单...
美光打算何时量产基于RG新架构的128层3D NAND 闪存?美光在二季度财报电话会议上透露,该公司即将开始基于全新RG架构的第四代3DNAND存储器的量产工作。按照计划,美光将于2020Q3采集开始生产,并于Q4像...
反相器和非 门 的区别?反相器和非门都是基本逻辑门,用于将输入信号转换成相应输出信号,但它们之间存在一些区别。1.功能:反相器将输入信号取反,即输入是0则输出是1,输入是1则输出...
在座的资深人士！可不可以告诉我 株洲晶体管公司，晶体管哪...[回答]静态CMOS逻辑非门:源极与VDD相连的是PMOS,源极与GND相连的是NMOS。下面是非门中两个MOSFET的U-I曲线,从中可看出非门的静态电压传输特性(VTC):下面...
