通過(guò)利用電壓而不是流動(dòng)的電流,加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)亨利?薩穆埃利工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的研究人員對(duì)一類名叫磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(M RAM)的超快速、高容量計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器進(jìn)行了重大改進(jìn)。
UCLA的這個(gè)小組把經(jīng)過(guò)他們改進(jìn)的存儲(chǔ)器稱為磁電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(M eRAM)。它極有可能被用來(lái)制造未來(lái)的存儲(chǔ)芯片,這樣的芯片既可以用在幾乎所有的電子應(yīng)用,包括智能手機(jī)、平板電腦、計(jì)算機(jī)及微處理器中,也可以用于數(shù)據(jù)儲(chǔ)存,例如計(jì)算機(jī)和大型數(shù)據(jù)中心使用的固態(tài)硬盤中。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù),M eRAM存儲(chǔ)器的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是它把超低能量與極高存儲(chǔ)密度、高速讀寫(xiě)時(shí)間以及非易失性結(jié)合于一身。非易失性是指存儲(chǔ)器在斷電情況下保持?jǐn)?shù)據(jù)的能力。M eRAM存儲(chǔ)器與硬盤驅(qū)動(dòng)器和閃存記憶棒功能相似,但速度要快很多。
目前,
磁性存儲(chǔ)器基于一種名叫“自旋轉(zhuǎn)移矩”(STT)效應(yīng)的技術(shù),它除了利用電子的電荷之外,還利用它們所具有的磁性即自旋特性。STT技術(shù)利用電流移動(dòng)電子把數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器。不過(guò)盡管STT技術(shù)在許多方面優(yōu)于其他存儲(chǔ)技術(shù),但它基于電流的寫(xiě)入機(jī)制仍然需要一定電量,這意味著它在寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量。此外,其存儲(chǔ)容量取決于每一位數(shù)據(jù)所占據(jù)的物理空間,而這一過(guò)程又受到信息寫(xiě)入所需的電流強(qiáng)度的限制。于是,較低的數(shù)位容量會(huì)轉(zhuǎn)化成相對(duì)較高的單位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成本,從而限制了STT技術(shù)的應(yīng)用范圍。
UCLA的研究小組利用M eRAM,以電壓取代STT技術(shù)中的電流,把數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)器。這排除了通過(guò)導(dǎo)線移動(dòng)大量電子的必要性,而是利用電壓即電勢(shì)差進(jìn)行磁性數(shù)位的轉(zhuǎn)換,從而把信息寫(xiě)入存儲(chǔ)器。這使計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器產(chǎn)生的熱量大大減少,使能源效率提高了10到1000倍。此外存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)密度也可以提高4倍,即在同樣的物理區(qū)域內(nèi)可以存儲(chǔ)更多數(shù)據(jù),從而也能降低單位數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)成本。