近期,據(jù)消息,北京航空航天大學電子信息工程學院教授趙巍勝與中科院微電子所集成電路先導工藝研發(fā)中心研究員趙超聯(lián)合團隊經(jīng)過三年攻關(guān),成功制備國內(nèi)首個80納米自旋轉(zhuǎn)移矩-磁隨機存儲器器件,此項技術(shù)應用后,電腦死機也會保留所有數(shù)據(jù),手機待機時間也有望大幅提高。
據(jù)消息,存儲器是電子系統(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、主存加硬盤的存儲體系結(jié)構(gòu)。與之相對應,靜態(tài)隨機存儲器(SRAM)、動態(tài)隨機存儲器(DRAM)、閃存(Flash)或硬盤(HDD)成為實現(xiàn)這三種存儲體系的傳統(tǒng)存儲技術(shù)。一臺電腦中,靜態(tài)隨機存儲器對應的是CPU內(nèi)的存儲器,其特點是速度快,但容量小;動態(tài)隨機存儲器對應的是電腦主板上的內(nèi)存條;閃存或者硬盤對應的就是電腦里的固態(tài)硬盤或者機械硬盤,其特點是速度慢,但容量大。前兩者屬于易失性存儲器,斷電數(shù)據(jù)就會丟失。而后者斷電數(shù)據(jù)不丟失。傳統(tǒng)的存儲方式中,數(shù)據(jù)需要分級存儲,同樣使用時也要分級調(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)。一方面新興的移動計算、云計算等和大型數(shù)據(jù)中心對數(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,該過程嚴重影響了數(shù)據(jù)的訪存性能,我們打開頁面時,就會遭遇“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)及移動設(shè)備也因功耗問題被人詬病。手機待機功耗中,存儲是用電“大戶”。正因為數(shù)據(jù)需要分級存儲、分級調(diào)取,速度較慢,為讓用戶體驗較快的響應速度,數(shù)據(jù)一般存儲在靜態(tài)隨機存儲器和動態(tài)隨機存儲器上,斷電數(shù)據(jù)就會丟失,因此需要一直耗電。
改變這些,就需要新一代存儲器件,既具有接近靜態(tài)存儲器的納秒級讀寫速度,又具有閃存級別的容量和類似Flash的數(shù)據(jù)斷電不丟失存儲特性。自旋轉(zhuǎn)移矩-磁隨機存儲器(STT-MRAM)就是一種接近“萬能存儲器”要求的極具應用潛力的下一代新型存儲器解決方案。STT-MRAM由于其數(shù)據(jù)以磁狀態(tài)存儲,具有天然的抗輻照、高可靠性以及幾乎無限次的讀寫次數(shù),已被美日韓等國列為最具應用前景的下一代存儲器之一。
目前,美日韓等國在相關(guān)技術(shù)上都已有突破,很可能在繼硬盤、DRAM及Flash等存儲芯片之后再次實現(xiàn)對我國100%的壟斷。