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磁存储器减少计算机启动时间 或成未来计算机基

来源: 2020-12-14 21:53:43

  磁存储是已被使用数十年的存储技术,但它的一个问题是速度较低。瑞士研究人员报告说,找到了极大提高磁存储速度的方法,有望让计算机在不久的将来用上高速的磁内存,从而大大减少计算机启动时间。

  磁大大减少计算机启动时间

  自从国际商用机器公司()于1956年推出第一个磁盘存储器以来,磁存储器因其长寿命和低成本的优势,一直被用来存储信息,比如作为计算机的硬盘。传统磁存储器通过带电线圈产生的磁场变化来改变存储介质的磁性,从而实现存储信息,但其速度跟不上越来越快的计算机处理器,难以用作对速度要求高的内存。

  瑞士苏黎世联邦理工大学材料系教授彼得罗·甘巴尔代拉领导的团队在新一期英国《自然·纳米技术》上发表报告说,利用被称为“自旋轨道转矩”的物理现象,可以不用通电线圈,仅用通电的特殊薄膜材料就能改变存储介质的磁性,从而实现磁存储。

  该团队用新方法改变了一个直径约500纳米的钴金属点的磁性,发现在给其附近的导线通电后,在不到1纳秒的时间内,钴金属点的磁性就发生了改变。并且钴金属点可如此反复经历上万亿次的磁性变化,说明它可成为高速且耐用的存储介质。与传统线圈方式的磁存储器相比,新方法不仅速度快,还不会因为线圈的电阻而消耗能量,能效更高。

  表明,这一新技术有望让计算机的内存用上磁存储器。目前许多计算机的内存采用电存储器,关机断电后内存中的信息就会被清空,因此重新开机时需要较长时间。而磁存储可以在断电后仍然保留数据,因此如果计算机用上磁内存,有望大大减少开机启动的时间。

磁存储器减少计算机启动时间 或成未来计算机基础

  或成未来计算机基础

  近日出版的《科学报告》杂志刊登了俄罗斯远东联邦大学自然科学学院薄膜技术的最新成果:该实验室基于磁阻式纳米盘研制出磁阻式随机存储器。该存储元件可能成为研发新一代更高效快速计算机的基础。

  与存储元件以电荷形式保存信息不同,磁阻式存储器采用磁态(磁化)保存信息,因此与传统电脑的二进制逻辑相比更为先进:其一个存储单元中的编码将达到4进制。该实验室主任阿列克谢·奥格涅夫介绍说,他们历经几年研究获得了磁阻式纳米盘。这些纳米盘的内部能形成磁阻漩涡,这些漩涡具有空间螺旋特性和极性,其中空间螺旋性代表盘中磁化扭转方向,有顺时针或逆时针两种;而极性代表漩涡中心磁化方向,有上或下两种。

  实验室研究人员马克西姆·斯捷布里解释道,由于新存储单元最多可编码4个不同数值,因此如何控制它们面临极大挑战。这次他们设计出非对称分布具有不同直径的两盘结构,构建出“盘摞盘”系统,从而可以准确控制大盘中磁漩涡的空间螺旋特性,以及小盘中的磁化排列。由于磁阻式存储器能把完全非易失性、最高速度、无限数量循环的阅读和转录融合在一起,或能成为未来计算机的基础。

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