扩散式忆阻器

扩散式忆阻器是基于一种活性金属扩散动力学的忆阻器，这项技术也引起了研究人员的注意。论文作者表示，扩散式忆阻器能够利用其独特的电导行为来模仿突触可塑性，这一特征使他们能够忘记较早的、短期的信息，同时锁定更多相关的信息。

扩散式忆阻器由嵌入到一个氧氮化硅薄膜（位于两个电极之间）内的银纳米粒子簇组成。薄膜是绝缘体，通电以后，热和电共同作用使粒子簇分崩离析，银纳米粒子散开通过薄膜并最终形成一根导电丝，让电流从一个电极到达另一个电极。关掉电源后，温度下降，银纳米粒子会重新排列整齐。研究人员称，这一过程类似于生物突触内钙离子的行为，因此该设备能模拟神经元的短期可塑性。

在扩散式忆阻器揭露之前，也有研究人员使用漂移式忆阻器来模拟钙离子的动态。不过，漂移式忆阻器是基于物理过程，不同于生物突触，因此保真度和各种可能的突触功能都有很大的限制。研究扩散式忆阻器的研究员认为，扩散式忆阻器帮助漂移式忆阻器产生了类似真正突触的行为，结合使用这两种忆阻器带来了脉冲计时相关可塑性（ STDP）的天然示范，而 STDP 是长期可塑性学习规则的重要因素。

将扩散式忆阻器与ReRAM配对的实验装置能够实现无监督学习。这项工作由马萨诸塞大学的一个研究小组领导，团队恰好包括此篇论文的三位作者。截至目前为止，他们还没有商业行为。惠普公司多年来一直热衷于扩散式忆阻器，特别是其称为“机器”的概念系统。

相变存储器（PCM）

PCM是另一种高性能、非易失性存储器，基于硫属化合物玻璃。这种化合物有一个很重要的特性，当它们从一相移动到另一相时能够改变它们的电阻。该材料的结晶相是低电阻相，而非晶相为高电阻相，通过施加或消除电流来完成相变。与基于NAND的传统非易失性存储器不同，PCM设备可以实现几乎无限数量的写入。此外，PCM器件的优势还包括：访问响应时间短、字节可寻址、随机读写等，其也是诸多被称为能够“改变未来”的存储技术之一。

典型的GST PCM器件结构由顶部电极、晶态GST、α/晶态GST、热绝缘体、电阻、底部电极组成。一个电阻连接在GST层的下方。加热/熔化过程只影响该电阻顶端周围的一小片区域。擦除/RESET脉冲施加高电阻即逻辑0，在器件上形成一片非晶层区域。擦除/RESET脉冲比写/SET脉冲要高、窄和陡峭。SET脉冲用于置逻辑1，使非晶层再结晶回到结晶态。PCM器件就是利用材料的可逆变的相变来存储信息。