IBM Racetrack存储技术新发现 百倍容量渐成真

IBM研究中心今天公布了“Racetrack”存储技术的一项重要新发现，也使得这种容量可提升上百倍的超低功耗存储技术进一步走近现实。

Racetrack技术已经研发了六年之久，并在两年半前首次公布相关成果。它彻底改变了传统的存储模式，不再让计算机去寻找所需的数据，而是让数据自动移动到需要使用它的地方，让磁位(magnetic bit)沿着纳米线跑道(racetrack)来回滑动。IBM宣称，这有望将手机、笔记本、商业服务器的存储容量提升最多100倍，全球一年制作的电影皆可存于掌中，而且所需功耗远低于现有技术。

Racetrack存储技术原理动态示意图

现今的数字化数据要么都是保存在磁性硬盘内，成本很低但因为都是机械部件而速度缓慢，要么保存在固态硬盘等闪存设备中，速度飞快但是成本高昂。IBM Racetrack技术意在融合上述两种技术的优点，将磁性区域(也叫作域)存储在只有十几纳米宽的跑道中。IBM已经证明，这些域能在纳米尺度上保存数据，不但容量百倍于传统技术，访问速度也快得多。

IBM今天在《Science》杂志上公布的新发现能实现放置这些域的精准控制。通过控制设备内的电子脉冲，科学家们能以每小时数百英里的速度移动这些域墙(domain wall)，然后精准地停靠在所需的位置上，从而可以在不到一纳秒(十亿分之一秒)的时间内访问海量数据。

Racetrack存储技术原理示意图

简单地说，IBM的科学家们第一次测量了域墙在电流脉冲刺激下的加速和减速时间、距离，而这正是Racetrack存储技术移动和处理数字信息的方式。这不仅能让科学家们更好地理解、控制磁性移动，也推动了Racetrack技术的深入发展，开启了实用化的曙光。

IBM院士Stuart Parkin博士解释说：“我们发现，域墙不会在电流开启的瞬间达到峰值加速度，而且减速并最终停止所需要的时间、距离和峰值加速是完全相同的。这是之前从未发现过的，因为我们不清楚域墙是否有质量，也不知道加速、减速对彼此的补偿性影响。现在，我们只要改变电流脉冲的长度，就能精确地沿着跑道放置域墙。”

为了达到最大密度和最高速度，域墙必须以数百英里的时速移动，并自动沿着跑道停靠。这种纳秒级的时间和微米级的距离尺度其实是相当长的，因为之前的试验没有证明域墙能在单流的驱动下沿着跑道平滑加速、减速。

有关此次发现的详细报告刊登在12月24日出版的最新一期《Science》杂志上，论文题为“磁性域墙自身属性下的动力学”。