近期,據(jù)消息,北京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院教授趙巍勝與中科院微電子所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心研究員趙超聯(lián)合團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)三年攻關(guān),成功制備國(guó)內(nèi)首個(gè)80納米自旋轉(zhuǎn)移矩-磁隨機(jī)存儲(chǔ)器器件,此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用后,電腦死機(jī)也會(huì)保留所有數(shù)據(jù),手機(jī)待機(jī)時(shí)間也有望大幅提高。
據(jù)消息,存儲(chǔ)器是電子系統(tǒng)的重要組成部分。目前絕大多數(shù)電子系統(tǒng)均采用寄存、主存加硬盤的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)。與之相對(duì)應(yīng),靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)、閃存(Flash)或硬盤(HDD)成為實(shí)現(xiàn)這三種存儲(chǔ)體系的傳統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)。一臺(tái)電腦中,靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器對(duì)應(yīng)的是CPU內(nèi)的存儲(chǔ)器,其特點(diǎn)是速度快,但容量小;動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器對(duì)應(yīng)的是電腦主板上的內(nèi)存條;閃存或者硬盤對(duì)應(yīng)的就是電腦里的固態(tài)硬盤或者機(jī)械硬盤,其特點(diǎn)是速度慢,但容量大。前兩者屬于易失性存儲(chǔ)器,斷電數(shù)據(jù)就會(huì)丟失。而后者斷電數(shù)據(jù)不丟失。傳統(tǒng)的存儲(chǔ)方式中,數(shù)據(jù)需要分級(jí)存儲(chǔ),同樣使用時(shí)也要分級(jí)調(diào)取。
隨著信息和納米加工技術(shù)高速發(fā)展,基于傳統(tǒng)存儲(chǔ)體系構(gòu)建的電子系統(tǒng)正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。一方面新興的移動(dòng)計(jì)算、云計(jì)算等和大型數(shù)據(jù)中心對(duì)數(shù)據(jù)提出極高要求,傳統(tǒng)的緩存及主存一旦斷電,關(guān)鍵數(shù)據(jù)就會(huì)發(fā)生丟失。因此,數(shù)據(jù)必須不斷備份到閃存或硬盤上,該過(guò)程嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)的訪存性能,我們打開頁(yè)面時(shí),就會(huì)遭遇“卡頓”。
此外,大型數(shù)據(jù)中心的能耗不斷攀升,基于電池技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)設(shè)備也因功耗問(wèn)題被人詬病。手機(jī)待機(jī)功耗中,存儲(chǔ)是用電“大戶”。正因?yàn)閿?shù)據(jù)需要分級(jí)存儲(chǔ)、分級(jí)調(diào)取,速度較慢,為讓用戶體驗(yàn)較快的響應(yīng)速度,數(shù)據(jù)一般存儲(chǔ)在靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器上,斷電數(shù)據(jù)就會(huì)丟失,因此需要一直耗電。
改變這些,就需要新一代存儲(chǔ)器件,既具有接近靜態(tài)存儲(chǔ)器的納秒級(jí)讀寫速度,又具有閃存級(jí)別的容量和類似Flash的數(shù)據(jù)斷電不丟失存儲(chǔ)特性。自旋轉(zhuǎn)移矩-磁隨機(jī)存儲(chǔ)器(STT-MRAM)就是一種接近“萬(wàn)能存儲(chǔ)器”要求的極具應(yīng)用潛力的下一代新型存儲(chǔ)器解決方案。STT-MRAM由于其數(shù)據(jù)以磁狀態(tài)存儲(chǔ),具有天然的抗輻照、高可靠性以及幾乎無(wú)限次的讀寫次數(shù),已被美日韓等國(guó)列為最具應(yīng)用前景的下一代存儲(chǔ)器之一。
目前,美日韓等國(guó)在相關(guān)技術(shù)上都已有突破,很可能在繼硬盤、DRAM及Flash等存儲(chǔ)芯片之后再次實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)100%的壟斷。