超高速存储可能在5~7年内问世
作者: CBISMB
责任编辑: 张金祥
来源: ISMB
时间: 2024-08-15 10:53
关键字: 超高速存储
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科学家表示,利用鎳鐵纳米线技术,我们可能很快就会迎来一场电脑技术的革命。这项新技术有望使电脑实现瞬间启动,同时大幅降低能耗并提高运行速度。
电脑存储一直是一个令人头疼的问题,无论存储容量有多大,用户总是很快就会觉得不够用。然而,瑞士科学家正在研究的磁轨存储器却带来了好消息。这种防震存储器据称比目前的硬盘快10万倍,并且功耗更低。瑞士联邦理工学院纳米磁性和自旋动力学实验室及瑞士自由电子激光器的教授Mathias Kläui表示,这种新型存储器可能很快就会实现,市场上可能在短短5-7年内出现可用的设备。

Kläui解释说,每次电脑启动时,都会浪费两到三分钟的时间将信息从硬盘转移到RAM(随机存取存储器)。“全球因生产力损失和能源消耗而造成的成本每天高达数亿美元。”他在一份声明中说。
为了解决这个问题,Kläui提出了使用鎳鐵纳米线的方案。这种技术没有任何机械部件移动,存储在线路中的信息位只是通过自旋极化电流在磁带内部推动,过程中达到每秒几百米的惊人速度。“这就像在一秒钟内读完整个VHS磁带。”他说。
Kläui强调,虽然这篇论文是基于基础物理学的研究,但它对IBM开发的磁轨存储器具有重要意义。他解释说:“根据我们的结果,可以预期非常快的存取时间,比迄今为止测量的这些设备更快,因此它将成为具有巨大潜力的极具竞争力的存储器。”
为了清楚地区分每个信息位以便可靠地读取数据,科学家使用带有磁性涡旋的畴壁来划分两个相邻位。数百万甚至数十亿根纳米线将嵌入芯片中,在防震平台上提供巨大的容量。这项技术的细节发表在《物理评论快报》杂志上,IBM苏黎世研究中心的科学家在《纳米结构自旋字母表》观点文章中证实了这些结果。
如果磁轨存储器按照科学家的预期发展,我们将在数据存储和检索方面取得真正的突破。“配备磁轨存储器的电脑可以立即启动,并且可以比传统硬盘快100,000倍地访问信息。”声明中说。“它们还可以节省能源。RAM每秒需要供电一百万分之一秒,因此闲置电脑仅仅为了维持RAM中的数据就会消耗高达300毫瓦的电能。由于磁轨存储器没有这种限制,因此在存储器闲置时,功耗可以降低近300倍,达到几毫瓦。这是一个重要的考虑因素:计算和电子产品目前消耗全球电力的6%,预计到2025年将增长到15%。”
Kläui表示,市场上可用的设备可能在短短5-7年内出现。当被问及这些设备是否需要全新的硬件架构时,他表示:“两者都有。第一步,可以设想攻击闪存市场,并用更快、无限重写等东西取代USB驱动器。更激进的一步是可以用磁轨取代所有存储器(除了缓存SRAM),这将大大简化电脑架构,但意味着必须重新设计电脑。”
可以想象这项技术对小型移动设备(如智能手机)和大型系统(如服务器)都有用。但由于待机时功耗低的优势,Kläui表示,移动设备可能首先成为目标市场。