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全球数据中心存储的数据总量约为10 ZB(ZB为1万亿千兆字节)，我们估计这一数量每两年将翻一番。而信息通信技术(ICT)消耗了全球8%的电力，因此低能耗数据存储成为当务之急。到目前为止，在非易失性、耐用、节能、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。

一个国际联合团队全面回顾了多态存储器的数据存储，多态存储器超越了二进制，可以存储0和1以上的数据。

多态存储器：不仅仅是零和一

多态存储器是未来数据存储的一项有前途的技术，它能够存储超过一位(即零或一位)的数据，从而允许更高的存储密度(单位面积存储的数据量)。

这就避免了历史上摩尔定律所提供的利益稳定期，即部件的尺寸每两年减少一半。近年来观察到，摩尔定律长期处于稳定状态，电荷泄漏和研发制造成本上升让摩尔定律棺材成为钉子。

非易失性多态存储器(NMSM)具有高能效、高非易失性、快速存取和低成本的特点。

在不减小存储单元尺寸的情况下，存储密度大大提高，从而使存储设备更加高效和便宜。

模仿人脑神经形态学的计算机

多态记忆还可以实现未来提出的技术神经形态计算，它将反映人脑的结构。这种与大脑完全不同的计算方法可能会为采用NMSM等新技术提供经济动力。

NMSM允许模拟计算，这对智能神经形态网络非常重要，最终可能有助于我们理解人脑本身的工作机制。

本文回顾了领先NMSM候选人的设备架构、工作机制、材料创新、挑战和最新进展，包括：

闪存

磁性随机存取存储器(MRAM)

电阻随机存取存储器(RRAM)

铁电随机存取存储器

相变存储器

具有高密度数据存储的非易失性多态存储器于2020年9月在ACS应用材料和接口中发布。