赛道存储器

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这种存储器承诺以相对较低的成本,将磁性硬盘的数据存储与闪存的耐用性和速度结合起来。另外,赛道存储器不会像闪存一样随着时间的推移而退化。
中文名
赛道存储器
实    质
存储器
意    义
硬盘储存
缺    点
耗电量高、不耐震和存在运转嘈杂

赛道存储器背景介绍

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传统硬盘目前仍是主流的储存手段,不过有着耗电量高、不耐震和存在运转嘈杂的缺点。传统硬盘的创始者IBM
赛道技术图解
赛道技术图解 (3张)
公司最近宣布,他们将在10年内采用最新技术,开发出一种“赛道”存储器来取代传统硬盘。这种新型存储器比传统硬盘更小、更轻,且没有机械传动零件及运转马达,充一次电便可使用数周时间,使用寿命可达10年之久,省电程度大大超过传统硬盘,而且储存容量更是现在的100倍,因此极有可能成为传统硬盘的终结者。

赛道存储器相关实例

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比发丝细1万倍的磁纳米线
在《科学》杂志上,IBM公司阿尔马登研究中心物理学家斯图尔特?帕金领导的一个研究小组描述了赛道存储器的工作原理。研究人员表示,赛道存储器技术是利用比人类头发丝细1万倍的纳米线来实现数据存储,犹如赛车在类似跑道上的进行磁场运转。这种将多比特数据读写入磁纳米线的方法,是朝赛道存储器原型制作迈出的重要一步。前期的工作已经证明了赛道存储器基本概念的可行性,但还未实现过操纵多比特数据。因此,帕金将这种方法称作是研发工作中的一个里程碑。
这种存储器承诺以相对较低的成本,将磁性硬盘的数据存储与闪存的耐用性和速度结合起来。另外,赛道存储器不会像闪存一样随着时间的推移而退化。虽然还处于研究的早期阶段,但赛道存储器的这些优点将使其成为硬盘和闪存的极具吸引力的替代品,这将导致出现有史以来最小巧的电脑,以及用于iPod和其他便携设备的超级便宜存储器,这些便携设备目前依靠的都还是闪存。
能装50万首歌的未来iPod
赛道存储器由硅基上的数十亿个纳米线阵列组成,每条纳米线能容纳数百比特的数据。由于纳米线是如此的小,因此使得赛道存储器的密度要比闪存高很多倍。IBM表示,赛道存储器的容量将可达到目前传统硬盘的100倍,若是20GB的iPod随身听或是其他便携改用此技术,容量就可激增为2000GB(即2TB),将可储存多达50万首乐曲或3500部电影。
与闪存的数据位元以晶体管中的电荷形式存储不同,赛道存储器是以沿着纳米线的一系列不同磁场来存储数据。因为电荷泄露和存储单元的磨损,闪存的性能会随着时间的推移逐渐退化。但赛道存储器使用的是磁场,因而就没有这方面的问题。目前用于笔记本电脑和台式电脑的硬盘,是将数据存储在一块笨重的纺丝盘上。与此相比,赛道存储器则是以硅为基础,没有任何运动部件,因此也更加坚固。
让磁畴壁沿纳米线动起来
通过改变沿纳米线的磁特性,建立一系列的磁塞———也就是所谓的磁畴壁———和相互间隙,数据得以编码在赛道存储器。正如电荷在闪存单元中代表位元一样,两个磁畴壁之间的间隙就代表了赛道存储器的位元。为了从纳米线读写数据,磁畴壁沿着纳米轨道移动,单个文件就能经过平稳读写头被定位的地方。这就是赛道存储器的理论工作原理。
但之前的研究中,基本上并没有显示出多磁畴壁能在数据不被破坏的情况下沿着纳米线移动。为了能让磁畴壁能沿着纳米线移动,帕金使用了自旋电子的原理,也就是利用电子的量子力学特性———自旋。他将一股小电流注入纳米线,结果电流中的电子被极化而沿着一致的方向自旋,当它们接触到磁畴壁时就改变了围绕壁内原子自旋的方向。畴壁内原子磁矩的切换变化,推动了其沿着轨道向前进,同样地也改变了轨道上所有磁畴壁向前进。帕金说,这是首次证明可移动2个或3个磁畴壁,而不会打乱它们或造成相互干扰。
帕金指出,他们将花4年时间来制作出赛道存储器的原型,并花3年多的时间将其商业化。纽约大学物理学家伊戈尔?茹蒂奇这样评价赛道存储器的吸引力,它将磁性硬盘的廉价、高密度存储与单器件中的随机存储器的高速性能等优点完美地统一起来,同时又避免了它们各自的速度和成本缺陷。
研究人员表示,由于目前赛道存储器技术仍在概念阶段,大概需要10年的时间才可成功取代传统硬盘,短时间内电脑存储器仍是传统硬盘的天下。至于目前相当热门的固态硬盘(SSD),IBM公司认为固态硬盘虽然体积小且轻,有着读取速度快的优势,但使用寿命较短,加上成本太过昂贵,目前仅有高单价笔记本电脑采用该技术,未来并不看好。
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