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磁性材料可研发高效存储器

  【美国每日科学网站12月14日报道】通过利用电压而不是流动的电流,加州大学洛杉矶分校(UCLA)亨利·萨穆埃利工程和应用科学学院的研究人员对一类名叫磁阻随机存取存储器(M RAM)的超快速、高容量计算机存储器进行了重大改进。

  UCLA的这个小组把经过他们改进的存储器称为磁电随机存取存储器(M eRAM)。它极有可能被用来制造未来的存储芯片,这样的芯片既可以用在几乎所有的电子应用,包括智能手机、平板电脑、计算机及微处理器中,也可以用于数据储存,例如计算机和大型数据中心使用的固态硬盘中。

  相对于现有技术,M eRAM存储器的关键优势是它把超低能量与极高存储密度、高速读写时间以及非易失性结合于一身。非易失性是指存储器在断电情况下保持数据的能力。M eRAM存储器与硬盘驱动器和闪存记忆棒功能相似,但速度要快很多。

  目前,磁性存储器基于一种名叫“自旋转移矩”(STT)效应的技术,它除了利用电子的电荷之外,还利用它们所具有的磁性即自旋特性。STT技术利用电流移动电子把数据写入存储器。不过尽管STT技术在许多方面优于其他存储技术,但它基于电流的写入机制仍然需要一定电量,这意味着它在写入数据时会产生热量。此外,其存储容量取决于每一位数据所占据的物理空间,而这一过程又受到信息写入所需的电流强度的限制。于是,较低的数位容量会转化成相对较高的单位数据存储成本,从而限制了STT技术的应用范围。

  UCLA的研究小组利用M eRAM,以电压取代STT技术中的电流,把数据写入存储器。这排除了通过导线移动大量电子的必要性,而是利用电压即电势差进行磁性数位的转换,从而把信息写入存储器。这使计算机存储器产生的热量大大减少,使能源效率提高了10到1000倍。此外存储器的存储密度也可以提高4倍,即在同样的物理区域内可以存储更多数据,从而也能降低单位数据的存储成本。