Čeká nás nová éra rychlých pamětí, které využívají magnetické technologie

  • Vědci vymysleli nový magnetický způsob ukládání dat bez využití cívek
  • Technologie poskytuje extrémně rychlý zápis a mohla by se používat i u operačních pamětí
  • Velké výrobní společnosti už se připravují na nové paměti využívající magnetické technologie

Vědci ze Spolkové vysoké technické školy v Curychu zveřejnili nový výzkum v oblasti magnetických pamětí a způsobu, jakým lze ukládat data. Zatímco magnetická technologie je obvykle spojená s nízkou rychlostí, nová technologie zápisu umožňuje řádově zrychlit zpracování dat pro magnetické paměti a tím konkurovat současným technologiím, které se používají například i v oblasti operačních pamětí. Na magnetické technologie se začínají soustředit i velcí hráči v oblasti výroby paměti, takže nás čeká takový velký restart.

Magnetická technologie pro zápis a čtení dat je s námi už opravdu dlouho – téměř 70 let a za tu dobu se příliš nezměnila. Došlo k miniaturizaci a zlepšování efektivity, ale stále se hlavně jedná o rotující pásky, kotouče nebo disky, které mají hlavy a cívky s elektrickým proudem pro čtení a změnu záznamu jednotlivých bitů.

Technologie má stále výhodu hlavně v poměru ceny a kapacity, ale s rychlostí a spotřebou je to bohužel horší. Nová technologie to ale může změnit.

Už žádné cívky

Zásadní změnou nové technologie magnetického zápisu a čtení dat je odstranění prvku, který může jak za nižší rychlost, tak i vyšší spotřebu pevných disků či podobných pamětí – cívka. Místo toho aby k magnetizaci bylo nutné využívat neefektivní cívky, se vědci zaměřili na způsob přímé magnetizace pomocí elektrického proudu.

V kombinaci se speciálním polovodičovým filmem už v roce 2011 bylo ověřeno, že je možné magnetizovat kovové tečky díky efektu „spin orbit torque“. Technologie tehdy slibovala velkou naději na další vývoj a tak vědci dále zkoumali detaily toho, jak přesně funguje a jak by se dala použít v reálném nasazení.

Stačí elektrický proud z blízkého drátu

V aktuálním výzkumu vědci použili pro výstavbu prototypu desku obsahující kobaltové tečky o průměru 500 nm, jejichž magnetický moment byl upravován pouze elektrickým proudem, přesněji řečeno jednotlivými pulzy proudícími skrze blízký drát z platiny. Pomocí rentgenových paprsků pak sledovali, jak dochází ke změně magnetizace.

A tady přichází reálné ověření rychlosti – ke změně magnetického momentu zmíněné kobaltové tečky bylo zapotřebí méně než jedna nanosekunda, přičemž je zároveň možné velmi přesně specifikovat, kdy změna začne a kdy skončí.

To je dle vyjádření výrazný posun od současných technologií, které jsou silně vázané na materiál a jeho tepelnou proměnnost. Vědci rovnou ověřovali i výdrž tohoto způsobu zápisu a „vypálili“ celkem 20 bilionů pulzů s frekvencí 20 MHz bez poškození kvality fungování procesu magnetizace (změna ze stavu 0 na 1 a opačně).

Magnetická budoucnost zajímá i další

Díky skvělým parametrům i u tohoto prototypu vědci počítají s tím, že by se tato technologie mohla uchytit i ve speciální verzi magnetických operačních pamětí (MRAM), které poskytují podobný či vyšší výkon než současné DRAM a navíc dokáží data udržet i bez dodatečného napájení.

Klepněte pro větší obrázek
Porovnání paměťových technologií dle rychlosti zápisu a výdrže

Magnetické operační paměti nejsou žádným novým konceptem, ale za posledních 20 let se v této oblasti uskutečnilo mnoho objevů a nových technologií, které by se už brzy měly podílet na reálném hromadném nasazení. Doposud totiž základní formu MRAM vyráběla více méně jen společnost Everspin a to pomocí velmi zastaralé 180nm technologie výroby.

Minulý rok ale oznámil Samsung, že chystá vlastní MRAM, IBM dokonce uvedlo, že se podařilo otestovat výrobu na 11 nm s rychlostí přepínaní stavů na 10 ns (7,5 mikoampér). Vlastní MRAM také předvedla Toshiba ve spolupráci se společností Inston.

Oficiální materiál k výzkumu si můžete stáhnout ve formě PDF.

Ve starším Týdnu Živě jsme probrali inovace, včetně disket:

_​

Témata článku: Věda, Technologie, IBM, Výzkum, Samsung, Toshiba, Pevné disky, Elektrický proud, Velký hráč, Paměť, Nový výzkum, Základní forma, Výrazný posun, Nový koncept, Paměťová technologie, Zásadní změna, Zápis, Starý týden, Minulý rok, Skvělý parametr, Nová technologie, Magnetický zápis, Podobný výkon, Speciální verze, Operační paměť

11 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Castaneda 9. 9. 2017 21:23:32
    ...na způsob přímého magnetizace... V aktuální výzkumu... ...přesněji...
  • JP77 9. 9. 2017 21:12:17
    jsem nepochopil jestli jde o rutujici disk jako v harddisku nebo o pevnou...
  • Bumerang 9. 9. 2017 20:21:41
    Otazka je v inom, dostane sa tato technologia na pulty predajni uz toto...