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新技术让高速低耗“磁内存”指日可待

发布时间:17-09-13 阅读:354

在当前的“大数据”时代,信息磁存储这种“古老”的技术仍然扮演着极其重要的角色,但存储速度过低是其一大弊端。近来,瑞士苏黎世联邦理工学院的研究人员通过新技术,在极大提高磁存储写入速度的同时降低了功耗,让计算机在不久的将来用上“磁内存”成为可能。

自从IBM于1956年推出第一个磁盘存储器以来,在半个多世纪里,磁带和磁盘一直被用于计算机数据存储。不论技术如何升级,得益于寿命长和成本低优势,控制存储介质的磁化至今仍是大量信息存储的首选方案。

过去,人们大都通过带电线圈产生的磁场来改变存储介质的磁性,但这种“古老”的技术不仅在速度上跟不上现代计算机处理器,线圈的电阻还会导致高功耗。那是否可以不经过线圈而直接改变存储介质的磁性,从而提高存储速度并降低功耗呢?

早在2011年,苏黎世联邦理工学院材料系教授Pietro Gambardella领导的团队就利用被称为“自旋轨道转矩”(spin-orbit torque)的物理现象,让相反磁矩方向的电子聚集在通电导体的两端,让电子自旋产生磁场,从而改变邻近磁性材料原子核的磁矩方向。

在最近研究中,研究人员将直径500纳米的钴金属点,暴露在聚焦的强X射线下,然后使电流脉冲通过邻近钴金属点的白金导线,在不到1纳秒的时间内,钴金属点就发生了磁性改变。此外,在兆级别次数的重复试验之后,钴金属点磁性变化的质量没有丝毫衰减。

研究人员据此预测,这一新技术特别适用于现代计算机的随机存储器,即内存。它与CPU直接交换数据,可随时读写且速度很快,通常作为计算机操作系统或其他运行程序的临时资料存储媒介。

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