新的内存集合了众多优点,即将推出。
时间:10-12-30 点击:
“racetrack内存的关键优势,在于不会移动原子——这是为何闪存、铁电内存甚至电阻式内存会耗损,因为它们扰乱了物质的状态。”IBM旗下Almaden研究中心院士Stuart Parkin表示:“在racetrack内存中,原子不会被移动,我们所做的是转动自旋(rotatingthespin),并不会造成交互作用或是导致任何疲乏与耐久性问题;我们可以无限次地读取、写入或抹除racetrack内存。”
磁自旋(magneticspin)神奇的地方在于,它不会取代原子,能让硬盘上壁垒式的磁畴(walled domains)在1与0之间切换,又没有最终会让快闪位单元耗损的疲乏机制(fatiguemechanisms)。目前的固态非易失性内存如闪存、铁电内存(FRAM),甚至是实验性的电阻式内存(resistiveRAM),寿命都有极限;IBM声称,该公司所研发的racetrack内存,集合了固态内存以及硬盘机访问机制的优点。
所谓的“racetrack”的原理,是在绝缘基板上制作一个纳米线循环(nanowireloop);沿着该跑道,包括一个传授(imparting)磁自旋的写入头,一个读出自旋状态的读取头,以及将位沿着赛道转换至下一值(nextvalue)的脉冲产生器。实际上,每个跑道就像是硬盘机上的单一磁道——除了不以旋转磁盘的方式来读取下一值,磁畴之间的壁垒也转变成环绕着该封闭回路,以响应电流脉冲。
通过一款精心打造的仪器,现在IBM已经能详细描述磁畴壁能够环绕磁道的确切机制,并收集最终能让IBM将racetrack内存商业化的参数数据。在该公司研究团队惊人的发现中,尽管“跑道”上并没有原子环绕,环绕着该跑道的磁畴壁仍拥有惯性与动能——就像它们是有质量的。“我们现在更加了解电子(electrons)是如何传递动能给磁畴壁。”Parkin表示。
IBM所研发的racetrack内存,将磁畴壁沿着一条纳米线移动,就像它们绕着纳米线“跑道”竞速。
如果跑道上显示出真正的无质量运动(mass-lessmotion),将意味着磁畴壁环绕着该跑道的近瞬移动(nearlyinstantaneousmovement)是对电流脉冲的回应。但研究人员反而在脉冲开始时发现了一个显着的延迟(数纳秒),在脉冲停止时又有一个同等级的微米(micron)级明显过冲(overshoot);幸好这两种效应互相抵销了。
该研究团队将试图在单芯片上建置一个整合读取/写入与转换电路的完整水平式跑道,如此将达到密度是目前闪存10倍的内存芯片。一旦这种水平式技术成功,研究团队将进一步在芯片上以10微米的厚度垂直排列微缩的跑道;这种垂直式的racetrack内存密度可望再扩充100倍,使这种固态内存容量能与硬盘机媲美。
“我们发现,磁畴壁在电流脉冲开始时会花一些时间开始移动,但那些时间又会在电流脉冲结束时,被带着它们停止移动的距离所互补——所以它们移动的总距离是一样的。”Parkin表示:“要将磁畴壁沿着跑道移动一段特定距离,我们要做的就只有提供一道长度与该距离成正比的电流脉冲。”