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Jefferson
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篇名:
新記憶體可取代硬碟+隨身碟
作者:
Jefferson
日期: 2008.04.18 天氣:
心情:
硬碟耗電笨重又怕摔
隨身碟或SSD雖方便但容量小
又有寫入次數限制
好的隨身碟可寫入約10萬次
爛的約1萬次就掛了
如今終於有重大突破
根據IBM旗下Almaden研究中心資深研究員Stuart Parkin的介紹,
一種被命名為「賽道(racetrack)」的新一代非揮發性記憶體,
可望逐漸取代快閃記憶體,甚至是傳統硬碟機。
透過採用自旋電子(spintronics)技術──即以電子的磁性旋轉、而非電荷來儲存數據
──IBM最近展示了此一經驗證的移位暫存器(shift register)概念。
該原型機將數據沿著矽奈米線,即所謂的「賽道」的長度方向編碼到磁疇壁(magnetic domain wall)中。
IBM採用“無質量運動(massless motion)”來沿著奈米線移動磁疇壁,實現對資訊的儲存和修改。
「我們已經展示了由電流控制的磁疇壁移位暫存器,這正是賽道記憶體的基礎。」
Parkin表示:「我們採用電流脈衝沿著奈米線移動一系列磁疇壁,而這在磁場中是無法實現的。」
以該公司早在2004年就取得專利的自旋電子方案,IBM打算用目前單個SRAM儲存位元或者10個快閃
記憶體位元的面積,或者採用3D架構,在嵌入的賽道形狀磁奈米線上,儲存自旋極化(spin-polarized)的數據。
在1微米(micron)寬、10微米高的矽面積上,IBM聲稱其第一代賽道記憶體可以儲存10bits,因而取代快閃記憶體;
最後在相同的面積上,這種記憶體的容量可達100bits,這樣的儲存密度已經足夠取代硬碟機。
「在自旋電子學這個新領域中,賽道記憶體實際上是第三項突破。」
Parkin表示:「在目前的固態記憶體元件中,你可以儲存和控制電荷的流動。
而在賽道記憶體中,我們儲存和控制電子自旋的流動。」
基於巨磁阻效應(giant magnetoresistive effect),Parkin在1989年發明了自旋閥感測元件
(spin valve sensing device),該結構將硬碟機的容量提高到原來的1,000倍。
「之後我們發明了使用磁隧道結(magnetic-tunnel junction,MTJ)的方法──
即透過介電質將兩個磁性層分開的三明治結構──在1999年,我們採用這種方法製作了第一顆
磁隨機讀取記憶體(MRAM)。」他指出。
「而該技術的第三代就是賽道記憶體,它可望取代包括快閃記憶體和硬碟機在內的所有非揮發性儲存裝置。」
Parkin認為。而IBM估計,採用賽道記憶體的iPod,將可儲存100倍的資訊;且這種固態記憶體與快閃記憶體
不同,不會產生耗損的問題。
賽道記憶體沿著高深寬比(high aspect ratio)的奈米線長度方向注射磁化的磁疇壁──這種奈米線只有幾個
奈米寬但長達幾個微米。之後採用自旋極化的電流脈衝沿著奈米線移動磁疇壁,就完成了對數據的儲存和修改。
去年IBM展示了如何在一根奈米線上儲存磁疇,並可以沿著線長度的方向移動磁疇。新的移位暫存器由很多可以
沿奈米線長度方向儲存和移動的磁疇壁組成。為了讀出數據,該元件需要感應到奈米線中電阻值的變化。
下一步是在每個賽道記憶體部建構一個快速MTJ讀出頭,這樣就可以敏捷地讀出每個記憶體上儲存的100bits資訊。
IBM目前的原型機是與矽晶片表面平行對齊的線性賽道記憶體;配備MTJ讀出頭的首款賽道記憶體也將採用同樣的
平行架構。
最後,IBM計劃透過把奈米線沈入矽中,以獲得垂直的賽道記憶體;如此MTJ讀出頭就可放置在其頂部。
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時間:2008-11-06 08:11
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