在當(dāng)前的"大數(shù)據(jù)"時代,信息磁存儲這種"古老"的技術(shù)仍然扮演著極其重要的角色,但存儲速度過低是其一大弊端。近來,瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員通過新技術(shù),在極大提高磁存儲寫入速度的同時降低了功耗,讓計算機在不久的將來用上"磁內(nèi)存"成為可能。
自從IBM于1956年推出第一個磁盤存儲器以來,在半個多世紀(jì)里,磁帶和磁盤一直被用于計算機數(shù)據(jù)存儲。不論技術(shù)如何升級,得益于壽命長和成本低優(yōu)勢,控制存儲介質(zhì)的磁化至今仍是大量信息存儲的首選方案。
過去,人們大都通過帶電線圈產(chǎn)生的磁場來改變存儲介質(zhì)的磁性,但這種"古老"的技術(shù)不僅在速度上跟不上現(xiàn)代計算機處理器,線圈的電阻還會導(dǎo)致高功耗。那是否可以不經(jīng)過線圈而直接改變存儲介質(zhì)的磁性,從而提高存儲速度并降低功耗呢?
早在2011年,蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院材料系教授PietroGambardella領(lǐng)導(dǎo)的團隊就利用被稱為"自旋軌道轉(zhuǎn)矩"(spin-orbittorque)的物理現(xiàn)象,讓相反磁矩方向的電子聚集在通電導(dǎo)體的兩端,讓電子自旋產(chǎn)生磁場,從而改變鄰近磁性材料原子核的磁矩方向。
在最近研究中,研究人員將直徑500納米的鈷金屬點,暴露在聚焦的強X射線下,然后使電流脈沖通過鄰近鈷金屬點的白金導(dǎo)線,在不到1納秒的時間內(nèi),鈷金屬點就發(fā)生了磁性改變。此外,在兆級別次數(shù)的重復(fù)試驗之后,鈷金屬點磁性變化的質(zhì)量沒有絲毫衰減。
研究人員據(jù)此預(yù)測,這一新技術(shù)特別適用于現(xiàn)代計算機的隨機存儲器,即內(nèi)存。它與CPU直接交換數(shù)據(jù),可隨時讀寫且速度很快,通常作為計算機操作系統(tǒng)或其他運行程序的臨時資料存儲媒介。
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