（文章來源：電子工程世界）

ReRAM是基于電阻式隨機存取的一種非易失性存儲器。換句話說，關(guān)閉電源后存儲器仍能記住數(shù)據(jù)。ReRAM可以由許多化合物制成，最常見的化合物是各種類型的氧化物。據(jù)論文作者介紹，ReRAM的主要優(yōu)勢在于其可擴展性、CMOS兼容性、低功耗和電導調(diào)制效應(yīng)，這些優(yōu)點讓ReRAM可以輕松擴展到先進工藝節(jié)點，能夠進行大批量生產(chǎn)和供應(yīng)，并且能夠滿足神經(jīng)形態(tài)計算等應(yīng)用對能耗和速度的要求，所有這些都使ReRAM成為下一代存儲器的主要競爭者。

ReRAM對神經(jīng)形態(tài)計算的適用性與憶阻器根據(jù)施加電壓的歷史改變其狀態(tài)的能力有關(guān)。由于這種能力，ReRAM具有生物神經(jīng)元和突觸的時間特性和模擬特性?；赗eRAM技術(shù)的人工神經(jīng)突觸是一種非常有前途的方法，可用于在神經(jīng)形態(tài)計算中實現(xiàn)高密度和可縮放的突觸陣列。不過，論文作者同時也指出，讓這些憶阻器更均勻以便讓它們可靠地運行仍然是一個挑戰(zhàn)。

根據(jù)2017年的報道，由Wei Lu領(lǐng)導的密歇根大學電氣工程和計算機科學系的一個小組演示了一個神經(jīng)形態(tài)原型裝置，該裝置在交叉網(wǎng)絡(luò)中使用了排列的憶阻器。作為Crossbar的首席科學家，Lu正在幫助實現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)化。Crossbar是他在2010年與他人共同創(chuàng)立的公司，目前正在與客戶合作向市場推出Crossbar ReRAM解決方案。Crossbar的ReRAM技術(shù)是基于一種簡單的器件結(jié)構(gòu)，使用與CMOS工藝兼容的材料和標準的CMOS工藝流程。

它可以很容易地在現(xiàn)有的CMOS晶圓廠中被集成和制造。并且由于是低溫、后端工藝集成，Crossbar的ReRAM能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)建3D ReRAM存儲芯片。除了Crossbar外，東芝、Elpida、索尼、松下、美光、海力士、富士通等廠商也在開展ReRAM的研究和生產(chǎn)工作。在制造方面，中芯國際（SMIC）、臺積電（TSMC）和聯(lián)電（UMC）都已經(jīng)將ReRAM納入自己未來的發(fā)展線路圖中，格羅方德（GlobalFoundries）等其他企業(yè)對于ReRAM技術(shù)較為冷淡，正在開展其他內(nèi)存技術(shù)的研發(fā)工作。

擴散式憶阻器是基于一種活性金屬擴散動力學的憶阻器，這項技術(shù)也引起了研究人員的注意。論文作者表示，擴散式憶阻器能夠利用其獨特的電導行為來模仿突觸可塑性，這一特征使他們能夠忘記較早的、短期的信息，同時鎖定更多相關(guān)的信息。

擴散式憶阻器由嵌入到一個氧氮化硅薄膜（位于兩個電極之間）內(nèi)的銀納米粒子簇組成。薄膜是絕緣體，通電以后，熱和電共同作用使粒子簇分崩離析，銀納米粒子散開通過薄膜并最終形成一根導電絲，讓電流從一個電極到達另一個電極。關(guān)掉電源后，溫度下降，銀納米粒子會重新排列整齊。研究人員稱，這一過程類似于生物突觸內(nèi)鈣離子的行為，因此該設(shè)備能模擬神經(jīng)元的短期可塑性。

在擴散式憶阻器揭露之前，也有研究人員使用漂移式憶阻器來模擬鈣離子的動態(tài)。不過，漂移式憶阻器是基于物理過程，不同于生物突觸，因此保真度和各種可能的突觸功能都有很大的限制。研究擴散式憶阻器的研究員認為，擴散式憶阻器幫助漂移式憶阻器產(chǎn)生了類似真正突觸的行為，結(jié)合使用這兩種憶阻器帶來了脈沖計時相關(guān)可塑性（ STDP）的天然示范，而 STDP 是長期可塑性學習規(guī)則的重要因素。

將擴散式憶阻器與ReRAM配對的實驗裝置能夠?qū)崿F(xiàn)無監(jiān)督學習。這項工作由馬薩諸塞大學的一個研究小組領(lǐng)導，團隊恰好包括此篇論文的三位作者。截至目前為止，他們還沒有商業(yè)行為?；萜展径嗄陙硪恢睙嶂杂跀U散式憶阻器，特別是其稱為“機器”的概念系統(tǒng)。