IBM科學(xué)家開(kāi)發(fā)新式內(nèi)存芯片

    CNET科技資訊網(wǎng) 9月12日國(guó)際報(bào)道 為了制造出更小的電子設(shè)備，消費(fèi)電子廠商正在不斷提高內(nèi)存芯片或者硬盤上容納數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的能力。

　　這種趨勢(shì)使得大型主機(jī)縮小為臺(tái)式機(jī)，然后再縮小為筆記本電腦，以至于成為我們的衣服口袋中的設(shè)備。

　　現(xiàn)在，假如IBM實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家Stuart S. P. Parkin創(chuàng)意獲得資助，那么，在現(xiàn)有同樣面積的電子設(shè)備當(dāng)中有可能會(huì)多存儲(chǔ)10到100倍的數(shù)據(jù)。這意味著，目前最多能夠存儲(chǔ)200個(gè)小時(shí)視頻節(jié)目的iPod播放器可以存儲(chǔ)進(jìn)120個(gè)電視頻道一周的節(jié)目?jī)?nèi)容。

　　由于以前的研究，Parkin引起了被數(shù)據(jù)密度問(wèn)題困擾著的科技行業(yè)的注意。在物理學(xué)家圈子外，這位IBM公司的研究人員很少為外人知曉，1990年代初，他在IBM實(shí)驗(yàn)室花費(fèi)兩年時(shí)間研究超低溫環(huán)境下量子力學(xué)磁性異動(dòng)的商業(yè)化項(xiàng)目。

　　在一位助手的幫助下，Parkin成功在磁性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)光盤上的細(xì)微局部實(shí)現(xiàn)了磁性狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，從而為微型存儲(chǔ)區(qū)域的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與檢索提供了可能性。利用“巨磁阻”(GMR)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量可以得到極大的提高，這使得在iPods上存儲(chǔ)巨量視頻與音頻內(nèi)容，或者實(shí)現(xiàn)Google數(shù)據(jù)中心式的存儲(chǔ)成為一種現(xiàn)實(shí)。

　　Parkin認(rèn)為，他現(xiàn)在找到了另外一種可以極大提高芯片或硬盤數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方法。如果這種方法被成功證明可行，那么他將研制出一種“通用”計(jì)算機(jī)內(nèi)存出來(lái)，這種內(nèi)存可以取代現(xiàn)在的“動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器”(DRAM)內(nèi)存以及閃存芯片，甚至還可以讓“內(nèi)存硬盤”變成現(xiàn)實(shí)。

　　科學(xué)家們表示，這種內(nèi)存可能在三到五年的時(shí)間內(nèi)開(kāi)始取代閃存。它不僅可以讓每位用戶在便攜式設(shè)備當(dāng)中隨手?jǐn)y帶等同于一座大學(xué)圖書(shū)館的數(shù)據(jù)容量，而且可以將內(nèi)存容量提高十倍或者一百倍，從而大大釋放工程師們?cè)趭蕵?lè)，通訊以及信息產(chǎn)品上面的創(chuàng)造力。

　　目前的閃存存儲(chǔ)芯片業(yè)務(wù)正在出現(xiàn)爆炸式的增長(zhǎng)。它們被廣泛使用于數(shù)碼相機(jī)，手機(jī)以及個(gè)人電腦當(dāng)中，商用閃存甚至已經(jīng)出現(xiàn)了由多顆芯片組成的64GB容量的產(chǎn)品。未來(lái)五年，單片閃存芯片的存儲(chǔ)容量有望達(dá)到50GB。

　　然而，閃存具有一個(gè)致命的缺陷。盡管它能夠快速讀取數(shù)據(jù)，但它的存儲(chǔ)速度很慢。這促使業(yè)界紛紛尋找能夠替代閃存的換代技術(shù)。

　　Parkin使用的新方法叫做“賽道內(nèi)存”(racetrack memory)，這種內(nèi)存的速度超過(guò)了固態(tài)閃存芯片以及計(jì)算機(jī)硬盤的速度，因此，它不僅可能改變存儲(chǔ)行業(yè)，而且也可能會(huì)改變整個(gè)計(jì)算機(jī)行業(yè)。

　　他說(shuō)：“經(jīng)過(guò)這么多年的努力，我們最終達(dá)到了一個(gè)基礎(chǔ)性的物理臨界點(diǎn)上了。賽道內(nèi)存將突破現(xiàn)有的規(guī)則，將我們帶入三維空間。”

　　Parkin的辦法是在在每塊硅片的邊緣布置數(shù)十億根超微的線圈，組成所謂的“賽道”，同時(shí)使用電流去推動(dòng)無(wú)窮小的精細(xì)磁體沿每根線上下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)0和1的讀寫。

　　Parkin的研究小組已經(jīng)成功讓這些精細(xì)磁體以每秒100多米的速度沿鋸齒形的納米線上運(yùn)動(dòng)。由于微型磁疇(magnetic domains)只需在分子以下級(jí)別的距離進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，因此，人們能夠用一個(gè)“納秒”(十億分之一秒)的極化(polarization)速度讀寫磁性區(qū)域，這樣的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了現(xiàn)有的技術(shù)讀寫速度。

　　如果Parkin能夠成功證明賽道內(nèi)存可行，并且能夠?qū)崿F(xiàn)商用，那么微電子行業(yè)從此可以突破二維的摩爾定律的限制，完全進(jìn)入三維領(lǐng)域。

　　和他以前的研究成果受到的反響一樣，Parkin的新理論也引起了大量的質(zhì)疑。

　　希捷科技等存儲(chǔ)業(yè)巨頭公司們正在開(kāi)始將閃存轉(zhuǎn)向新一代的混合型存儲(chǔ)技術(shù)產(chǎn)品上，這種混合型產(chǎn)品結(jié)合了硅片與磁盤轉(zhuǎn)動(dòng)技術(shù)。但在不遠(yuǎn)的將來(lái)，希捷仍然將著眼點(diǎn)放在了二維技術(shù)上。

　　希捷首席執(zhí)行官Bill Watkins說(shuō)：“這里有很多很好的技術(shù)，但你必須要選擇一個(gè)最有性價(jià)比的產(chǎn)品?！?

　　到目前為止，賽道內(nèi)存技術(shù)尚未實(shí)現(xiàn)商用。IBM方面也沒(méi)有公布這種技術(shù)的商用時(shí)間表。但最終，這一技術(shù)可能會(huì)撼動(dòng)業(yè)界。

　　IBM研究部門的副總裁Mark Dean說(shuō)：“沿著這條道路走下去，我們將非常具有突破性。它不僅會(huì)改變我們看待存儲(chǔ)的方式，也會(huì)改變我們看待信息處理的方式。我們將進(jìn)入一個(gè)以數(shù)據(jù)為中心而不是以計(jì)算為中心的世界?！?

　　這只是一種猜想，但它表明，IBM或許認(rèn)為，賽道內(nèi)存可以將存儲(chǔ)與計(jì)算之間的界限模糊，從而提供一種數(shù)據(jù)搜索，存儲(chǔ)以及檢索的新途徑。

　　如若成真，那么Parkin所在的IBM物理實(shí)驗(yàn)室將再次改變計(jì)算機(jī)世界。