主要用于大型工厂的数据中心估计消耗了全球8%的电力。这种已经不可持续的能源负荷每十年翻一番。

电子数据正在以惊人的速度产生出来。全球数据中心中存储的数据总量约为10 ZB（ZB是一万亿字节），我们估计这个数字每隔几年就会翻一番。

信息和通信技术（ICT）已消耗了全球8％的电力，因此低能耗数据存储已成为重中之重。

到目前为止，在非易失性、耐久性强、高能效、低成本、高密度和允许快速访问操作的下一代存储器的竞争中，还没有明显的赢家。

联合国际团队全面审查了“多态存储”的数据存储技术，这种技术超越了二进制，可以存储比0和1更多的数据。

多状态存储:不仅仅是0和1

多状态存储器是未来数据存储的一种极有前途的技术，具有将数据存储在一个比特（即0或1）的能力，从而允许更高的存储密度（每单位面积存储的数据量）。

每单元四位存储将存储容量增加2到4次方（即16）。

这就避免了“摩尔定律”所带来的利益停滞不前，即元件尺寸每两年减半。近年来，人们观察到了摩尔定律长期以来一直处于停滞状态，电荷泄漏、螺旋研究和制造成本等都给摩尔定律的“棺材”钉上了钉子。

多状态存储器（NMSM）具有高能效、高非易失性、快速访问和低成本的特点。

在不缩小存储单元尺寸的情况下，极大地提高了存储密度，从而使存储设备更高效、更便宜。

模拟人脑的神经形态计算机

多状态记忆也使神经形态计算成为可能，神经形态计算是拟议的未来技术，该技术可以反映出人脑的结构。这种与大脑完全不同的计算方式可能为采用NMSM等新技术提供经济动力。

NMSM允许模拟计算，这对于智能的神经形态网络至关重要，并有可能帮助我们弄清人脑本身的工作机制。

研究

这篇论文大题描述了NMSM的器件结构、工作机制、材料创新、挑战和最新进展，主要包括：

快闪记忆体（闪存）

磁性随机存取存储器（MRAM）

电阻随机存储器（RRAM）

铁随机存取存储器（FeRAM）

相位变化存储器（PCM）