IBM聲稱,該公司所研發(fā)的賽道(racetrack)記憶體,集合了固態(tài)記憶體以及硬碟機存取機制的優(yōu)點。
磁自旋(magnetic spin)神奇的地方在于,它不會取代原子,能讓硬碟上壁壘式的磁疇(walled domains)在1與0之間切換,又沒有最終會讓快閃位元單元耗損的疲乏機制(fatigue mechanisms)。目前的固態(tài)非揮發(fā)性記憶體如快閃記憶體、鐵電記憶體(FRAM),甚至是實驗性的電阻式記憶體(resistive RAM),壽命都有極限。
“賽道記憶體的關鍵優(yōu)勢,在于不會移動原子──這是為何快閃記憶體、鐵電記憶體甚至電阻式記憶體會耗損,因為它們擾亂了物質(zhì)的狀態(tài)?!笽BM旗下Almaden研究中心院士Stuart Parkin表示:"在賽道記憶體中,原子不會被移動,我們所做的是轉(zhuǎn)動自旋(rotating the spin),并不會造成交互作用或是導致任何疲乏與耐久性問題;我們可以無限次地讀取、寫入或抹除賽道記憶體?!?/FONT>
所謂的“賽道”之原理,是在絕緣基板上制作一個納米線回圈(nanowire loop);沿著該賽道,包括一個傳授(imparting)磁自旋的寫入頭,一個讀出自旋狀態(tài)的讀取頭,以及將位元沿著賽道轉(zhuǎn)換至下一值(next value)的脈沖產(chǎn)生器。實際上,每個賽道就像是硬碟機上的單一磁軌──除了不以旋轉(zhuǎn)磁碟的方式來讀取下一值,磁疇之間的壁壘也轉(zhuǎn)變成環(huán)繞著該封閉回路,以響應電流脈沖。
透過一款精心打造的儀器,現(xiàn)在IBM已經(jīng)能詳細描述磁疇壁能夠環(huán)繞磁軌的確切機制,并收集最終能讓 IBM將賽道記憶體商業(yè)化的參數(shù)資料。在該公司研究團隊驚人的發(fā)現(xiàn)中,盡管“賽道”上并沒有原子環(huán)繞,環(huán)繞著該賽道的磁疇壁仍擁有慣性與動能──就像它們是有質(zhì)量的?!拔覀儸F(xiàn)在更加了解電子(electrons)是如何傳遞動能給磁疇壁?!盤arkin表示。
IBM所研發(fā)的賽道記憶體,將磁疇壁沿著一條納米線移動,就像它們繞著納米線“賽道”競速
如果賽道上顯示出真正的無質(zhì)量運動(mass-less motion),將意味著磁疇壁環(huán)繞著該賽道的近瞬移動(nearly instantaneous movement)是對電流脈沖的回應。但研究人員反而在脈沖開始時發(fā)現(xiàn)了一個顯著的延遲(數(shù)納秒),在脈沖停止時又有一個同等級的微米(micron) 級明顯過沖(overshoot);幸好這兩種效應互相抵銷了。
“我們發(fā)現(xiàn),磁疇壁在電流脈沖開始時會花一些時間開始移動,但那些時間又會在電流脈沖結(jié)束時,被帶著它們停止移動的距離所互補──所以它們移動的總距離是一樣的。”Parkin表示:“要將磁疇壁沿著賽道移動一段特定距離,我們要做的就只有提供一道長度與該距離成正比的電流脈沖?!?/FONT>
接下來,該研究團隊將試圖在單晶片上建置一個整合讀取 /寫入與轉(zhuǎn)換電路的完整水平式賽道,如此將達到密度是目前快閃記憶體10倍的記憶體晶片。
一旦這種水平式技術成功,研究團隊將進一步在晶片上以10微米的厚度垂直排列微縮的賽道;這種垂直式的賽道記憶體密度可望再擴充100倍,使這種固態(tài)記憶體容量能與硬碟機媲美。