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存储革命--MRAM (4)
杜嘉　2001-01-16 11:47:11

　　再探MRAM

　　从最早研究存储物质的时候开始，科学家们就发现磁体是非常理想的物质。这不但因为它们不需要电力来保持已经处于正极或负极的极性，而且磁体也天生具有二进位属性，正极和负极正好对应于1和0。磁存储设备比如硬盘和软盘等，早就已经开拓了这层关系。但直到今天，科学家们依然没有找到一个办法把磁物质引入到RAM芯片中来，因为要控制如此小的结构中的磁极实在太困难了。越小的磁体就越容易自动翻转磁极而且这种转换几乎没有任何征兆。

　　但Parkin成功地在硅层上放入了数以百万计的小磁体，所有磁极通过横竖的细线连接，这些细线交织在一起很象织布机在织布，在垂直于硅层的方向上也有这样的细线连接，每个焦点都像是个夹层，其中的小单元就构成了单独的位。要在MRAM芯片上写入一位数据，就通过这条在这个夹层上的细线来操作完成，翻转其中一个磁体的极性即可；读取的时候更简单，只要测试磁体的电阻，低电阻则意味着0或负极，而高电阻就意味着1或正极。一旦代码被写入到位，磁性的夹层就会保持自己的极性状态，直到系统发生错误或者当数据又一次重新写入。
　　Parkin设想这些小单元所组成的阵列所做的事情和现在工作在电脑上的RAM一样。这似乎是个很简单的想法，实际上在过去前人研究的技术中，也有利用磁核心的内存，并且还在60-70年代的早期计算机中有过应用。当时用铁环产生磁场来存储500kB的数据，居然需要整整一个房间的空间来安排处理。但那个技术和MRAM不同的是，它没有采用任何晶体管的原理。但最重要的是要有实际成绩，否则没有人会相信Parkin能控制原子大小的一片磁铁的磁极。

　　所以在接下来的超过5年的时间里，Parkin必须使MRAM芯片越来越小而且存储更多的数据。但对于每一个成功的原型而言，大规模生产都是一开始就必须想到的难题。如果不能实现这一步，那所有的成果都是空谈。IBM同样也遇到这样的问题。毕竟，MRAM芯片会被消费者拿来同DRAM进行性能及价格上的比较。性能方面因为MRAM消除了在电源和芯片本身之间的电力关联导致的延迟，所以MRAM有望一问世就比DRAM快出30倍以上。

　　“MRAM很罕见地结合了内存所有的良好品行，这其中包括了速度、密度、非易失性等等。这使得许多应用成为可能”，Parkin说道，“一个非常重要的应用就是所谓的‘普遍深入的运算’，这是对许多掌上型设备概念的结合和补充。具体设备包括移动电话、PDA个人数字助理以及Internet应用等等。我甚至怀疑我们将会首先在这样的应用中看到MRAM的大规模使用，而不是在PC上。这是因为这些设备能够从非易失性内存上获得最显著的效果。但随后可能有更大的普及，因为MRAM的性价比非常高，它会适用于所有的计算机”。

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