Специалисты корпорации IBM на конференции института IEEE объявили об изготовлении действующей микросхемы «гоночно-трековой» (Racetrack) памяти — данная технология обещает возможность создания чипов с емкостью жестких дисков, но долговечностью и быстродействием твердотельных накопителей.
Новая энергонезависимая твердотельная память IBM со временем способна заменить флэш-память NAND, которая сейчас выпускается по технологии 20 нм.
Как объясняют в IBM, в Racetrack-памяти электроны с помощью спин-поляризованных токов разносятся по вертикальным лентоподобным нанопроволокам длиной примерно 240 нм и толщиной около 20 нм. Таким образом изменяется магнитное состояние наномасштабных регионов в нанопроволоках — стенок доменов. Каждая такая нанопроволока представляет собой ячейку.
.jpg) |
|
Благодаря использованию «гоночной» памяти можно будет обращаться к огромным массивам хранимых данных меньше чем за миллиардную долю секунды. Фото: IBM |
Чип, изготовленный в IBM, состоит из 256 ячеек Racetrack-памяти. IBM протестировала его на чтение и запись, и результаты показали, что скорость работы новой памяти приближается к DRAM.
Почти во всем электронном оборудовании сегодня используется технология комплементарных симметричных металл-оксидных полупроводников. Поэтому, как подчеркивают в IBM, важно было интегрировать Racetrack-память с КМОП-технологией. Пробная Racetrack-микросхема изготовлена из восьмидюймовой кремниевой основы.
В корпорации заявляют, что у «гоночной» памяти долговечность больше, чем у выпускаемой сейчас флэш-памяти NAND, которая используется в твердотельных накопителях и флэш-картах для сотовых телефонов и планшетов. Как правило, флэш-память потребительского класса может выдержать около 4 тыс. циклов записи-стирания, а флэш-накопители для корпоративных центров обработки данных — от 50 тыс. до 100 тыс. циклов. Специалисты IBM заявляют, что Racetrack-память можно перезаписывать неограниченное количество раз, поскольку она действует по принципу модификации магнитных доменов в отличие от флэш-памяти NAND, где при записи перемещается заряд, из-за чего в конечном итоге материал может деградировать.
«Данное достижение закладывает фундамент для дальнейшего повышения плотности и надежности Racetrack-памяти, основанной на использовании перпендикулярных магнитных 'гоночных треков' и трехмерных архитектур», — говорится в заявлении IBM.
В корпорации уверены, совершенный ею прорыв в области памяти способен привести к переходу на новый тип вычислений, ориентированных на данные: благодаря использованию «гоночной» памяти можно будет обращаться к огромным массивам хранимой информации меньше чем за миллиардную долю секунды.
Флэш-памяти NAND сегодня бросают вызов и другие технологии, например, графеновая память и память на фазовых состояниях.
Разработка альтернативных энергонезависимых видов памяти имеет чрезвычайную важность: по мнению исследователей, дальнейшее развитие памяти NAND натолкнется на ограничения, так как стенки, разделяющие кремниевые ячейки друг от друга, становятся слишком тонкими. Из-за этого электроны, хранящие биты информации в ячейках, утекают в соседние. Возникают ошибки в данных, и появляется необходимость постоянно усложнять код коррекции ошибок.