在擴(kuò)散式憶阻器揭露之前，也有研究人員使用漂移式憶阻器來(lái)模擬鈣離子的動(dòng)態(tài)。不過(guò)，漂移式憶阻器是基于物理過(guò)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(kuò)散式憶阻器的研究員認(rèn)為，擴(kuò)散式憶阻器幫助漂移式憶阻器產(chǎn)生了類(lèi)似真正突觸的行為，結(jié)合使用這兩種憶阻器帶來(lái)了脈沖計(jì)時(shí)相關(guān)可塑性（ STDP）的天然示范，而 STDP 是長(zhǎng)期可塑性學(xué)習(xí)規(guī)則的重要因素。
將擴(kuò)散式憶阻器與ReRAM配對(duì)的實(shí)驗(yàn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)。這項(xiàng)工作由馬薩諸塞大學(xué)的一個(gè)研究小組領(lǐng)導(dǎo)，團(tuán)隊(duì)恰好包括此篇論文的三位作者。截至目前為止，他們還沒(méi)有商業(yè)行為?；萜展径嗄陙?lái)一直熱衷于擴(kuò)散式憶阻器，特別是其稱(chēng)為“機(jī)器”的概念系統(tǒng)。
相變存儲(chǔ)器（PCM）
PCM是另一種高性能、非易失性存儲(chǔ)器，基于硫?qū)倩衔锊Ａ?。這種化合物有一個(gè)很重要的特性，當(dāng)它們從一相移動(dòng)到另一相時(shí)能夠改變它們的電阻。該材料的結(jié)晶相是低電阻相，而非晶相為高電阻相，通過(guò)施加或消除電流來(lái)完成相變。與基于NAND的傳統(tǒng)非易失性存儲(chǔ)器不同，PCM設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)幾乎無(wú)限數(shù)量的寫(xiě)入。此外，PCM器件的優(yōu)勢(shì)還包括：訪問(wèn)響應(yīng)時(shí)間短、字節(jié)可尋址、隨機(jī)讀寫(xiě)等，其也是諸多被稱(chēng)為能夠“改變未來(lái)”的存儲(chǔ)技術(shù)之一。
典型的GST PCM器件結(jié)構(gòu)由頂部電極、晶態(tài)GST、α/晶態(tài)GST、熱絕緣體、電阻、底部電極組成。一個(gè)電阻連接在GST層的下方。加熱/熔化過(guò)程只影響該電阻頂端周?chē)囊恍∑瑓^(qū)域。擦除/RESET脈沖施加高電阻即邏輯0，在器件上形成一片非晶層區(qū)域。擦除/RESET脈沖比寫(xiě)/SET脈沖要高、窄和陡峭。SET脈沖用于置邏輯1，使非晶層再結(jié)晶回到結(jié)晶態(tài)。PCM器件就是利用材料的可逆變的相變來(lái)存儲(chǔ)信息。
論文作者參考了許多使用相變材料的模擬性質(zhì)進(jìn)行神經(jīng)形態(tài)計(jì)算的研究項(xiàng)目，其中包括一個(gè)提出完整的神經(jīng)形態(tài)電路設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，該項(xiàng)目使用PCM來(lái)模擬神經(jīng)元和突觸。
目前，英特爾、三星、美光科技和松下都已經(jīng)開(kāi)始PCM的布局，IBM研究院已經(jīng)推出了可以作為非易失性緩存的PCM DIMM。幾年前，IBM研究人員構(gòu)建了一張PCI-Express PCM卡，可以連接到Power8服務(wù)器，并通過(guò)相干加速器處理器互連（CAPI）接口交換數(shù)據(jù)。值得注意的是，中國(guó)存儲(chǔ)制造廠商江蘇時(shí)代芯存此前也宣布將投資130億元人民幣致力于PCM的研發(fā)，已經(jīng)于2017年完成廠房的封頂和設(shè)備的采購(gòu)，該公司認(rèn)為PCM是21世紀(jì)的存儲(chǔ)芯片標(biāo)準(zhǔn)
MARM
MRAM是一種非易失性的磁性隨機(jī)存儲(chǔ)器，以磁性方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，但使用電子來(lái)讀取和寫(xiě)入數(shù)據(jù)。磁性特征提供非易失性，電子讀寫(xiě)提供速度。MRAM擁有靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）的高速讀取、寫(xiě)入能力，以及DRAM的高集成度，而且基本上可以無(wú)限次地重復(fù)寫(xiě)入。
不過(guò)，當(dāng)前的MRAM存儲(chǔ)元件也有其明顯的產(chǎn)品短板。很多嵌入式系統(tǒng)都必須在高溫下運(yùn)行，而高溫往往會(huì)損害MRAM的數(shù)據(jù)保存能力。另外，MRAM的保持力、耐久性和密度也需要得到進(jìn)一步的提升。
在神經(jīng)形態(tài)計(jì)算領(lǐng)域，MRAM也有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。MRAM存儲(chǔ)元件包括兩個(gè)鐵磁層，由自由層和固定層組成，中間夾著非磁性氧化層。MRAM通過(guò)克服將磁化從一個(gè)方向切換到另一個(gè)方向所需的阻力來(lái)工作。通過(guò)在自由層中加入域壁可以實(shí)現(xiàn)多種阻力狀態(tài)。這些器件中開(kāi)關(guān)態(tài)的隨機(jī)性可以用來(lái)模擬突觸的隨機(jī)行為。
對(duì)于STT-MRAM的商業(yè)產(chǎn)品，Avalanche Technology、Spin Memory和Everspin Technologies都在布局。從商業(yè)角度來(lái)看，Everspin似乎是走得最遠(yuǎn)的。本月，該公司已經(jīng)開(kāi)始向客戶(hù)提供1Gb的STT-MRAM設(shè)備。上面講到，格羅方德等公司對(duì)ReRAM技術(shù)較為冷淡，不過(guò)對(duì)MRAM卻很上心，包括格羅方德、英特爾和三星等都已經(jīng)宣布將MRAM列入自己未來(lái)的產(chǎn)品計(jì)劃中。
鐵電場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FeFET）
