2005 年，物理学教授Johan Åkerman 已经提出了磁阻内存 （MRAM）是一个具有发展前景的“通用存储器”。那些通常附在现代电子 设备中的各式存储器均可以使用通用存储器替代。新加坡国立大学的一个研究团队和沙特阿拉伯的阿卜杜拉国王科技大学，现在已经开发了一种新型的 MRAM，使Åkerman 的愿望变成现实。

MRAM

目前，很多设备使用的静态随机存储器（SRAM，例如CPU的二级缓存）、动态随机存储器（DRAM，PC上用的内存）和闪存（ROM，类似手机上的扩展卡）等都各有自己的优缺点。比如 SRAM 存储速度快但是不稳定，这意味着电源被切断时，存储的数据会丢失。MRAM 技术则融合了这三种存储的优点，而去掉了它们的缺点。它提供更大的存储密度，但是降低了能源损耗，而且即使电源被切断，它也可以保存数据。毫无疑问，它的价格也更贵。

MRAM 技术是由两个铁磁板形成的磁存储元件来存储数据，这两个铁磁板被一层薄薄的绝缘层分隔开。但是这些厚度小于1 纳米的绝缘层很难制造可靠性，因此也对 MRAM 的可靠性造成了影响，因此存储器中的数据保存时间少于一年。该研究团队开发的磁阻内存使用一种与磁的多层结构结合的膜结构替代了磁铁板，这些膜结构有 20 纳米厚。研究员称，这项技术使得数据可以保存至少 20 年时间，这样为下一代 MRAM 芯片的广泛应用提供了可能性。

MRAM 技术带来的效果是相当明显的，开机速度将非常快了。存储空间增加，内存将提高，用户不必经常使用“保存”按钮来刷新数据了。使用较大存储器的设备能保存数据至少 20 年或者更多的时间。现在人们较多依赖于移动设备，因此几乎每天都要给它们充电，但是如果这些设备使用这项技术的话，可能每周只需充电一次就可以了。

研究员相信这项重大突破将改变计算机架构，使生产成本更低。他们计划将这项新结构应用于存储单元中，希望能开发出一种“轨道自旋的扭矩为基础的 MRAM”，我们期待MRAM技术快点到消费领域吧。

赛道内存是IBM正在开发一种新的内存，利用磁性纳米管中的原子来存储信息，且读写信息的速度
赛道内存
赛道内存
比闪存快10万倍。IBM称，这种内存比今天使用的硬盘与闪存更快速，更可靠。赛道内存是一种固态内存，结合了闪存的优点，象没有转动部件，还结合了硬盘的稳定与耐久性。赛道内存利用磁性纳米管中无数的原子来存储数据。无需原子移动，电流会会沿着U形管平滑的读写数据，耗费的时间不到十亿分之一秒。

赛道内存每通过一个晶体管可以读出16位数据，因此读写信息的速度比闪存快10万倍。在硬盘中，一个晶体管可以读取1位数据，闪存可以达到2到4位数据，而赛道内存中一个晶体管可以读取更多位的信息。
赛道内存仍然处于研究的初期。这种概念在4到5年前首次出现，IBM希望它能够在未来几年内用这一技术提供TB级别的存储。我们将花2到4年时间研究出一种原型产品，4年以后，我们可能演示成品，然后开始生产。赛道内存没有运动部件，因此它从本质上来讲是不会破损的，这一点和闪存不同，闪存的读写使用寿命为1万次。赛道内存使用原子来存储数据，因此比硬盘或闪存更耐久。

早在08年，IBM就在开发一种新的内存技术，取名为“赛道内存”，利用磁性纳米管中的原子来存储信息，且读写速度比闪存快10万倍，比硬盘更快速，更可靠。尽管该项技术具有里程碑的意义，IBM赛道内存(Racetrack)在性能上有很强表现，但至今该技术却一直没走出IBM的实验室。


“赛道内存”这种新内存技术的命名发布，是由IBM院士Stuart Parkin博士，同时也是IBM-史丹佛大学自旋电子科学与应用中心总监自2002年就开始研发。08年已经成功开发出3位版本的赛道内存，这项研究达6年之久的Racetrack新技术，旨在取代IBM发明的硬盘。第一颗采用90纳米CMOS制程的整合式赛道内存原型诞生于2012年，能执行读/写与移动磁畴的功能。

相比传统硬盘易发热，有噪音，怕震动等问题，IBM自研发赛道内存技术以来，一直争取在10年内把传统硬盘淘汰。尽管创新固态硬盘有取代硬盘的趋势，但由于成本昂贵，更为低廉且能耗低的Racetrack更有可能取代硬盘。

走出实验室?IBM“赛道内存”技术的等待

赛道内存技术原理

据了解，赛道内存是一种非挥发性内存，又称为磁畴壁内存(DWM)，利用自旋阀调节电流沿着约200纳米长、100纳米厚的高导磁合金(nanoscopic permalloy)线移动磁畴；当电流通过线路时，磁畴经过邻近的磁性读写头，藉由磁畴的改变来记录位。

利用自旋极化电流与磁畴壁中电子磁矩之间的交互作用，在磁畴壁中产生一种自旋转移矩(spin transfer torque)，从而令其移动。将赛道垂直或水平排列在硅圆表面，形成赛道存储列阵。每个赛道存储集合芯片上有上百万甚至上亿万的的单个赛道。此项技术能以较小的功耗做到数据的高速读取，更增加了Racetrack存储取代当今硬盘的砝码。

走出实验室?IBM“赛道内存”技术的等待


赛道内存技术读写说明

分析认为，赛道内存视为取代硬盘机以及固态盘的潜力存储技术，但Parkin则表示IBM赛道内存除了取代硬盘也能取代DRAM等一般内存，能让系统更精简、功耗更低。IBM研发的赛道内存技术是“内存”、非“存储技术”，该技术有取代硬盘机与NAND闪存的潜力，解决固态硬盘常见的电流泄漏与使用极限等常见问题，提供更佳的耐久性以及更好的可扩充性。

但对于赛道内存技术的商用来讲，如果未来该技术被证实可行并能走出实验室，将带来比现有内存技术更高的速度与储存容量。

此外，该技术一个优势可能在于其制程技术不至于像3D NAND那么复杂，但还有其他许多新兴内存技术也在研发中，有的甚至可追溯至1980年代，赛道内存现阶段需要投资工程技术与整合制程，以打造新一代垂直式磁化机制的原型，未来才能达成容量密度的目标。

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