概述
磁性賽道記憶體外觀性能特點
賽道記憶體每通過一個電晶體可以讀出16位數據,因此讀寫信息的速度比快閃記憶體快10萬倍。在硬碟中,一個電晶體可以讀取1位數據,快閃記憶體可以達到2到4位數據,而賽道記憶體中一個電晶體可以讀取更多位的信息。賽道記憶體仍然處於研究的初期。這種概念在4到5年前首次出現,IBM希望它能夠在未來幾年內用這一技術提供TB級別的存儲。我們將花2到4年時間研究出一種原型產品,4年以後,我們可能演示成品,然後開始生產。賽道記憶體沒有運動部件,因此它從本質上來講是不會破損的,這一點和快閃記憶體不同,快閃記憶體的讀寫使用壽命為1萬次。賽道記憶體使用原子來存儲數據,因此比硬碟或快閃記憶體更耐久。
工作原理
賽道基本原理,磁疇壁賽道記憶體,Parkin博士及其同事描述了如何利用磁疇在磁性材料柱“賽道”上來存儲信息,
賽道記憶體性能分析科學家描述了使用水平鎳鐵導磁合金(permalloy)納米線來實現磁疇壁的連續創建、移動和偵測,為此他們使用了納秒時長可控的自旋極化電流脈衝。磁疇壁的寫入和轉移周期只有數十納秒。這些結果展現了磁移位暫存器的基本理念,利用自旋動量轉移現象來移動一系列緊密相連的磁疇壁,在移動磁疇壁中存儲信息已擁有數十年的歷史,而此次的創新無疑是對該技術的全新利用。
速度更快
研究人員希望最終演化成三維賽道,構建出新穎的三維賽道記憶體設備,這種設備轉型自傳統的矽元素微電子設備和硬碟驅動器中常見的二維電晶體及磁數據位陣列。實現三維構建的賽道記憶體將不遵從於摩爾定律,並將為開發成本更低、速度更快的設備提供新的可能性。賽道記憶體體現了金屬自旋電子學領域的最新進展。讀取數據的自旋閥頭可將過去十年中所使用的硬碟驅動器的存儲容量提高一千倍;MTJ因擁有更高的電場強度而正在逐漸取代自旋閥。另外,MTJ還是現代MRAM的基礎,這項技術使用一個電極的磁矩來存儲一個數據位。而MRAM使用一個單獨的MTJ元件來存儲和讀取一個數據位,硬碟驅動器使用一個自旋閥或MTJ感測元件來讀取一個現代驅動器中約100GB的數據,而賽道記憶體則是使用一個感測設備來讀取10到100個數據位。
容量巨增
由IBM院士Stuart Parkin先生及IBM Almaden研究中心同事共同研發的一種名為“賽道”記憶體的技術基礎原理以及該技術發展過程中的一項極具里程碑意義的成果。該成果可使得電子設備在同樣的空間記憶體儲遠多於今天的數據,
賽道記憶體目前存儲數字信息的方式主要有兩種——固態隨機快閃記憶體存儲器和磁性硬碟驅動器。雖然這兩種類型的存儲設備均發展迅猛,但在硬碟驅動器上存儲一個數據位的成本仍比快閃記憶體便宜約100倍。另一方面,儘管硬碟驅動器的低成本極具吸引力,但由於此類設備固有的低速度,以及採用運動部件,因此存在著機械可靠性問題,而快閃記憶體技術還未發現這類問題。由於賽道記憶體沒有運動部件,並且不是存儲全部的電子電荷,而是利用電子的“旋轉”來存儲數據,因此並沒有可能產生磨損的器件,所以可以無數次地重寫而不會耗損。
