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在人工智能的认知系统里，最重要部分就是通过神经网络、深度学习等技术让机器尽可能像人一样去思考，而机器的世界里只有 0 和 1，这就需要海量数据来帮助机器进行判断。以前阻碍人工智能发展的主要因素是 CPU 的处理能力，随着数据的爆发式增长，传统的存储解决方案不仅无法满足高速计算的需求，而且难以负担得起数据长期保留产生的费用，这促使很多企业开始寻求新的存储解决方案。
纵观 2017 年的存储市场，全年规模达到 950 亿美金，供应不足的局面推动存储芯片收入增长 64%，三星也因此在 2017 年的半导体市场首次超越英特尔登上第一的宝座，可见存储的市场地位越来越重要，几乎全球的存储厂商都在研发小体积、大存储、低功耗的存储设备，从而满足人工智能时代的存储需求。最近与非网记者采访了 ReRAM 存储技术的发明公司 Crossbar，其战略营销和业务发展副总裁 Sylvain Dubois 向记者介绍了 Crossbar 的最新发展动向。
Crossbar 战略营销和业务发展副总裁 Sylvain Dubois
ReRAM：200W 的擦写速度颠覆当前的存储方式
在消费电子领域，手机和电脑用户在购买产品之前，一定为存储空间大小和价格而纠结过，几乎所有的电子产品都是存储空间越大价格越贵，这就致使用户很难实现大存储、低总价的预算目标。在人工智能的深度学习和推理过程中，存储器的擦写速度决定了神经网络的计算速度，从而决定系统的判断速度，Crossbar 公司研发的 ReRAM 技术是非易失性存储器领域的一种新技术，可以弥补 DRAM 和 Flash 的不足。Sylvain Dubois 介绍，“ReRAM 技术使用了基于硅的转换材料作为形成金属导电细丝的宿主，当电压作用于两个电极之间时，就会形成纳米级导电细丝。金属导电细丝的优势在于密度高、交叉线结构，工艺节点可以演进到小于 10nm；在结构上可以进行 3D 堆叠，从而在单个芯片上实现多个 TB 级的存储能力。”
ReRAM 技术与 CMOS 兼容，因此使得即便在最先进的工艺制程上，逻辑电路和存储器可以集成在的同一颗单芯片内。换句话说，ReRAM 技术可以将 CPU 芯片上原本空置的空间加以利用，填充上存储器，从而增加 CPU 内部的存储空间，这样更多数据就可以存在芯片内部。按照目前的存储模式，CPU 需要外挂存储器，当进行数据分析时，CPU 要先将外部数据传输到内部缓存，再进行数据处理，而有了 ReRAM 存储技术，CPU 的内部存储空间可以增加 256GB 甚至更多，CPU 可以直接对内部数据进行分析，不受总线宽度的约束，因为数据在 CPU 内部不容易被盗取，安全性更高；ReRAM 技术是非易失存储器技术，可以工作在极低能耗条件下，甚至关电条件下，能耗能耗比独立闪存低 100 倍。
Sylvain Dubois 指出，“ReRM 存储技术可以在单芯片上实现太字节（terabyte）存储，比 DRAM 高 40 倍的密度，并具备最高的性能和可靠性。在 CES 上的 Demo 展示已经可以达到 200W 的擦写速度，而且 ReRAM 技术无需纠错，Crossbar 可以和客户一起开发产品，擦写速度可以实现更高。”
高可靠性，适用于高速数据处理
人工智能离不开大数据，而大数据处理必然产生热量，一般的随着温度的升高处理器性能会大幅度下降，普通人从电脑和手机的使用过程中可以得到深刻体验，因此，存储器在高温下的稳定性关乎数据中心运营稳定，以及人工智能算法能否按时完成计算。关于 ReRAM 技术的稳定性，Sylvain Dubois 做出了解释，“因为阻变式转换的机理是基于电场的，ReRAM 存储单元非常稳定，在 -40°C ~125°C 的温度变化范围内也不打折扣，可以达到 200 万次的写次数，以及在 85°C 温度下数据可以保存 10 年。Flash 的数据保存周期也是 10 年，但是其存在读写干扰。ReRAM 技术在 -40°C ~125°C 的温度范围内，不存在读写对其它区域的干扰，稳定性更高。”
IP 授权模式，争做存储领域的 arm
采用 ReRAM 技术的客户一般分为两种，一种是需要配合 ReRAM 技术在自己的芯片中增加存储空间的 SoC 厂商，另一种是独立设计存储器的厂商。Sylvain Dubois 表示，“Crossbar 公司采用 IP 授权的模式，ReRAM 技术可以看作存储领域的 IP 架构，对于设计能力强的公司需要授权就给予授权，对于数据中心需要寻求第三方的设计产品，可以合作开发产品。”
CMOS 和存储器代工厂分为两种，一种是专门针对存储器的代工厂，如：东芝、三星、长江存储；一种是 CMOS 代工厂，如：台积电、中芯国际。而 ReRAM 技术因为兼容 CMOS 技术，因此可以采用两种代工厂进行生产，目前已经和中芯国际在 40nm 制程展开合作。Sylvain Dubois 指出，“我们的产品预计会在 2018 年中期实现量产，同时在 28nm、14nm，以及 10nm 以下的工艺制程上也在进行研发，国内的 BAT 等数据中心以及国外的亚马逊、谷歌都有极大的兴趣。”
笔者认为，如果 ReRAM 技术得到广泛采用，电脑和手机等消费电子的性价比可以极大地提高，Crossbar 公司有望成为存储领域的“arm”。而且做 IP 授权的优势在于，Crossbar 公司与其它存储器设计公司以及 SoC 厂商都是合作伙伴，而非竞争对手，因此进入市场更加容易。
采访最后，记者也要求 Sylvain Dubois 评价一下自己的公司及产品，他表示，“我们在 ReRAM 技术领域做了深入的研究，目前申请专利数量达到 310，通过 160 个。未来希望和更多客户进行合作，在存储技术领域实现更大的突破，ReRAM 技术可以广泛应用于人工智能、IoT、大数据、移动计算、消费电子、汽车、工业等领域。”
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