比髮絲細1萬倍的磁納米線
在《科學》雜誌上,IBM公司阿爾馬登研究中心物理學家斯圖爾特?帕金領導的一個研究小組描述了賽道存儲器的工作原理。研究人員表示,賽道存儲器技術是利用比人類頭髮絲細1萬倍的納米線來實現數據存儲,猶如賽車在類似跑道上的進行磁場運轉。這種將多比特數據讀寫入磁納米線的方法,是朝賽道存儲器原型製作邁出的重要一步。前期的工作已經證明了賽道存儲器基本概念的可行性,但還未實現過操縱多比特數據。因此,帕金將這種方法稱作是研發工作中的一個里程碑。
這種存儲器承諾以相對較低的成本,將磁性硬碟的數據存儲與快閃記憶體的耐用性和速度結合起來。另外,賽道存儲器不會像快閃記憶體一樣隨著時間的推移而退化。雖然還處於研究的早期階段,但賽道存儲器的這些優點將使其成為硬碟和快閃記憶體的極具吸引力的替代品,這將導致出現有史以來最小巧的電腦,以及用於iPod和其他便攜設備的超級便宜存儲器,這些便攜設備目前依靠的都還是快閃記憶體。
能裝50萬首歌的未來iPod
賽道存儲器由矽基上的數十億個納米線陣列組成,每條納米線能容納數百比特的數據。由於納米線是如此的小,因此使得賽道存儲器的密度要比快閃記憶體高很多倍。IBM表示,賽道存儲器的容量將可達到目前傳統硬碟的100倍,若是20GB的iPod隨身聽或是其他便攜改用此技術,容量就可激增為2000GB(即2TB),將可儲存多達50萬首樂曲或3500部電影。
與快閃記憶體的數據位元以電晶體中的電荷形式存儲不同,賽道存儲器是以沿著納米線的一系列不同磁場來存儲數據。因為電荷泄露和存儲單元的磨損,快閃記憶體的性能會隨著時間的推移逐漸退化。但賽道存儲器使用的是磁場,因而就沒有這方面的問題。目前用於筆記本電腦和桌上型電腦的硬碟,是將數據存儲在一塊笨重的紡絲盤上。與此相比,賽道存儲器則是以矽為基礎,沒有任何運動部件,因此也更加堅固。
讓磁疇壁沿納米線動起來
通過改變沿納米線的磁特性,建立一系列的磁塞———也就是所謂的磁疇壁———和相互間隙,數據得以編碼在賽道存儲器。正如電荷在快閃記憶體單元中代表位元一樣,兩個磁疇壁之間的間隙就代表了賽道存儲器的位元。為了從納米線讀寫數據,磁疇壁沿著納米軌道移動,單個檔案就能經過平穩讀寫頭被定位的地方。這就是賽道存儲器的理論工作原理。
但之前的研究中,基本上並沒有顯示出多磁疇壁能在數據不被破壞的情況下沿著納米線移動。為了能讓磁疇壁能沿著納米線移動,帕金使用了自旋電子的原理,也就是利用電子的量子力學特性———自旋。他將一股小電流注入納米線,結果電流中的電子被極化而沿著一致的方向自旋,當它們接觸到磁疇壁時就改變了圍繞壁內原子自旋的方向。疇壁內原子磁矩的切換變化,推動了其沿著軌道向前進,同樣地也改變了軌道上所有磁疇壁向前進。帕金說,這是首次證明可移動2個或3個磁疇壁,而不會打亂它們或造成相互干擾。
帕金指出,他們將花4年時間來製作出賽道存儲器的原型,並花3年多的時間將其商業化。紐約大學物理學家伊戈爾?茹蒂奇這樣評價賽道存儲器的吸引力,它將磁性硬碟的廉價、高密度存儲與單器件中的隨機存儲器的高速性能等優點完美地統一起來,同時又避免了它們各自的速度和成本缺陷。
研究人員表示,由於目前賽道存儲器技術仍在概念階段,大概需要10年的時間才可成功取代傳統硬碟,短時間內電腦存儲器仍是傳統硬碟的天下。至於目前相當熱門的固態硬碟(SSD),IBM公司認為固態硬碟雖然體積小且輕,有著讀取速度快的優勢,但使用壽命較短,加上成本太過昂貴,目前僅有高單價筆記本電腦採用該技術,未來並不看好。
相關詞條
-
賽道記憶體
BM超高密度賽道記憶體(Racetrack Memory)開發已有新的進展,爾後新款記憶體可同時保有硬碟超高容量,與快閃記憶體的微型、高速、耐用特性,原型產品預估...
概述 性能特點 工作原理 速度更快 容量巨增 -
嵌入式微控制器S08AW原理與實踐
、存儲器組成、指令系統、彙編語言及設計、並行輸出/輸入連線埠、中斷系統、定時器...2.6S08AW運行模式第3章S08存儲器3.1S08MCU存儲器分類及特點3.2S08AW存儲器組織3.3S08AW的Flash存儲器3.4S08AW...
版權資訊 內容簡介 目錄 -
磁疇壁記憶體
相同,而最後一個磁疇壁的電子自旋方向則相反。 磁疇壁記憶體 隨著一個在賽道...壽命有限使得面臨一定考驗。而IBM賽道記憶體沒有運動部件,並且不是存儲全部...,IBM自研發賽道記憶體技術以來,一直爭取在10年內把傳統硬碟淘汰。儘管創新...
簡介 特點 原理 發展分析 -
grid
跑道都是以該城市的著名場景來製作,並且和當地的景觀一模一樣。本次公開的賽道...真實的環境路線,編排成遊戲裡的賽道。當然,這點一直是超級房車賽系列當中...官方網站總會有許多賽道和真實照片的比對喔!實時還沒玩到遊戲,也可以充分...
遊戲配置 真實再現 穿越經典地區賽車跑道 養車、愛車、飈車 缺點大改進,最佳化更多細節 -
嵌入式微控制器SO8AW原理與實踐
/AC的中央處理器結構、存儲器組成、指令系統、彙編語言及設計、並行輸出...和系統運行監視2.6 S08AW運行模式第3章 S08存儲器3.1 S08MCU存儲器分類及特點3.2 S08AW存儲器組織3.3 S08AW...
圖書目錄 -
psp[日本SONY公司開發的多功能掌機系列]
據以低電壓供電儲存在存儲器中。再次激活只需約1~2秒。睡眠時基本上幾乎不...
誕生之前 銷量 主機規格 破解歷程 升級與破解 -
室內高爾夫模擬系統
利用計算機圖形圖像處理技術將國際標準高爾夫球場資料裝入系統靜態存儲器中。當系統運行時,計算機便自動將該球場資料輸入系統內部動態存儲器,並通過超大...不同,模擬練習場系統重點在於模擬室外練習場的功能。有練習場模式,短賽道模式...
概念 產品介紹 產品特點 產品參數 -
瘋狂腳踏車
眾多的賽道,還有一些高科技的無敵道具供主角選擇,極限的賽道大對決,世紀卡踏...、寫用戶的外部存儲器; 本遊戲支持的系統包括:Android 2.2...
遊戲信息 遊戲介紹