IBM研发racetrack内存进入冲刺阶段

    “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。”

    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。

    “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。”

    接下来，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。