随着人工智能(AI)技术变得越来越复杂，对计算能力的需求迅速增加。为了满足这一需求，需要新的节能硬件设计。由ShanWang领导的斯坦福大学研究人员发现了一种名为镁钯三的新材料，它可以彻底改变计算机的内存存储方式，让AI工作得更快，耗能更少。

“在我看来，我们已经从互联网时代过渡到了人工智能时代，”王山说。“我们希望在边缘启用人工智能——在你的家用电脑、手机或智能手表上进行本地培训——用于心脏病检测或语音识别等事情。为此，您需要非常快速的非易失性存储器。”

研究人员发现，镁钯三具有促进一种称为自旋轨道力矩磁阻随机存取存储器(SOT-MRAM)的新型存储器所需的特性。这种方法使用电子自旋方向存储数据，比目前使用电荷存储数据的方法更快、更有效。

SOT-MRAM的关键是电子的一种称为自旋的特性。将电子想象成手指上旋转的篮球。因为电子是带电粒子，自旋将电子变成一个微小的磁铁。研究人员可以使用该磁性的向上或向下方向来表示计算机数据。

在SOT-MRAM中，流过一种材料(SOT层)的电流会产生特定的自旋方向。这些电子的运动以及它们的自旋方向产生了一个扭矩，可以改变相邻磁性材料中电子的自旋方向。使用合适的材料，存储磁数据就像切换SOT层中的电流方向一样简单。

然而，找到合适的SOT材料一直具有挑战性。大多数材料在错误的方向上极化电子自旋，这需要更多的能量和空间来切换自旋方向。另一方面，镁钯三可以在任何方向产生自旋，使其更节能，能够存储更多数据。

“我们拥有与其他传统材料相同的输入电流，但我们现在拥有三个不同的自旋方向，”其中一位研究人员MahendraDC说。“根据应用，我们可以控制我们想要的任何方向的磁化。”

镁钯三的另一个优点是它与当前的制造技术兼容。这意味着它可以很容易地集成到现有流程中，而不需要新的工具或技术。

这些设备中的新材料面临的挑战之一是能够承受制造过程中所需的高温。幸运的是，镁钯三可以承受温度，使其成为SOT-MRAM应用的绝佳候选者。

研究人员已经在研究使用镁钯三的SOT-MRAM原型，可以集成到实际设备中。这一突破有助于满足人工智能技术不断增长的计算需求，并为更快、更节能的计算新时代铺平道路。

“我们正在用当前的技术碰壁，”MahendraDC说。“所以我们必须弄清楚我们还有哪些其他选择。”

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