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賽道記憶體何時走出實驗室?

上網時間: 2014年10月16日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:賽道記憶體  IBM  Racetrack 

就如同名字所隱喻的速度感,賽道記憶體(Racetrack)在性能表現上有許多承諾,但該技術卻一直還沒走出 IBM 的實驗室。

賽道記憶體是一種非揮發性記憶體,又稱為磁疇壁記憶體(domain-wall memory,DWM),利用自旋同調(spin-coherent)電流沿著約200奈米長、100奈米厚的奈米高導磁合金(nanoscopic permalloy)線移動磁疇;當電流通過線路時,磁疇經過鄰近的磁性讀寫頭,藉由磁疇的改變來記錄位元。

IBM院士暨IBM旗下Almaden研究中心磁性電子學研究小組經理Stuart Parkin (博士),同時也是IBM-史丹佛大學自旋電子科學與應用中心(IBM–Stanford Spintronic Science and Applications Center)總監,自2002年就著手進行賽道記憶體技術的研發。

Parkin表示,IBM在2008年已經開發出3位元版本的賽道記憶體,兩年前也有第一顆採用90奈米CMOS製程的整合式賽道記憶體原型誕生,能執行讀/寫與移動磁疇的功能:「我們基本上已經證實其基礎概念是可行的,而且打造出了原型。」

在IBM主持賽道記憶體研發的Stuart Parkin
在IBM主持賽道記憶體研發的Stuart Parkin

而Parkin透露,在過去的三年內已經有一個在賽道記憶體中移動磁性資訊的全新機制被開發出來:「這非常令人興奮,因為那比我們第一次開發出來的移動磁疇壁方法更有效率,而基本原理是相同的。」

他解釋,新機制不同之處在於磁化作用是與賽道記憶體垂直,而非在其平面發生:「這種機制能把磁疇壁做得更小;」甚至可小50倍,因此記憶體內的磁疇壁能被緊密組合在一起,在相同的電流下移動速度更高。

有分析師將賽道記憶體視為取代硬碟機以及固態硬碟的潛力儲存技術,但Parkin認為賽道記憶體還有更廣泛的應用,除了取代硬碟也能取代DRAM等一般記憶體:「它是非常多才多藝的,比起儲存元件(storage device)該技術其實更偏向是記憶體(memory),也有人叫它記憶體儲存元件(memory storage device)。」他表示,一般說來賽道記憶體能讓系統更精簡、功耗更低。

雖然Parkin強調賽道記憶體技術是「記憶體」、非「儲存技術」,市場研究機構Gartner分析師Brady Wang表示,該技術有取代硬碟機與NAND快閃記憶體的潛力,優勢之一是能解決固態硬碟常見的電流洩漏與使用極限等常見問題,提供更佳的耐久性以及更好的可擴充性。

Wang也表示,現在要評估賽道記憶體技術的商用成功性還太早,但如果該技術證實可行並能走出實驗室,將帶來比現有記憶體技術更高的速度與儲存容量。

另一家市場研究機構Objective Analysis的負責人Jim Handy則表示,賽道記憶體在未來確實有躍升主流技術的潛力,但問題是還要多久?「該技術在成本上能與其他記憶體技術競爭嗎?」他表示,賽道記憶體技術的一個優勢可能在於其製程技術不至於像3D NAND那麼複雜,但還有其他許多新興記憶體技術也在研發中,有的甚至可追溯至1980年代,賽道記憶體恐怕還得等上好一段日子才能見到天日。

Parkin表示,現階段賽道記憶體需要投資工程技術與整合製程,以打造新一代垂直式磁化機制的原型,如此才能達成容量密度的終極目標。

編譯:Judith Cheng

(參考原文: Racetrack Is Making Slow but Sure Progress,by Gary Hilson)

延伸閱讀

˙IBM「賽道記憶體」進入最後衝刺階段

˙研究人員以奈米線材料打造賽道記憶體





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