新記憶體技術 資料儲存擴張100倍

為了製造出更小的電子設備，消費電子廠商正不斷提高記憶體晶片，或者硬碟上容納資料儲存的能力。

這種趨勢使得大型主機縮小為桌上型電腦，再縮小為筆記型電腦，以至於成為我們的衣服口袋中的隨身裝置。

現在，假如IBM實驗室科學家Stuart S. P. Parkin的創意獲得資助，那麼，在現有同樣面積的電子設備當中有可能會多儲存10到100倍的資料。這意味著，目前最多能夠儲存200個小時視訊節目的iPod播放器可以存進120個電視頻道一周的節目內容。

Parkin的研究引起科技產業的注意，而他先前便有成功的例子。

在物理學家圈子外，這位IBM公司的研究人員很少為外人知曉，1990年代初，他在IBM實驗室花費兩年時間研究超低溫環境下量子力學磁性異動的商業化專案。

在一位助理的協助下，Parkin成功在磁性資料儲存光碟上，扭轉極小範圍的磁性狀態，這使得微型儲存區域的資料存取成了可能。利用「巨磁阻」（GMR），資料儲存容量可以得到極大的提高，這使得在iPods上儲存巨量視訊與音訊內容，或者實現Google資料中心式的儲存成為一種可行模式。

Parkin認為，他現在找到了另外一種可以極大提高晶片或硬碟資料儲存的方法。如果這種方法被成功證明可行，那麼他將研製出一種「通用」電腦記憶體出來，這種記憶體可以取代現在的「動態隨機存取記憶體」（DRAM）記憶體以及快閃記憶體晶片，甚至還可以讓「記憶體硬碟晶片」（disk drive on a chip）變成現實。

科學家們表示，這種記憶體可能在三到五年的時間內開始取代快閃記憶體。它不僅可以讓每位用戶在隨身裝置當中隨手攜帶等同於一座大學圖書館的資料容量，而且可以將記憶體容量提高十倍或者一百倍，從而大大釋放工程師們在娛樂，通訊以及資訊產品上面的創造力。

目前的快閃記憶體儲存晶片業務正在出現爆炸式的成長。它們被廣泛使用於數位相機，手機以及個人電腦當中，商用快閃記憶體甚至已經出現了由多顆晶片組成的64GB容量的產品。未來五年，單片快閃記憶體晶片的儲存容量有望達到50GB。

然而，快閃記憶體具有一個致命的缺陷。儘管它能夠快速讀取資料，但它的儲存速度很慢，這使得業界紛紛尋找能夠替代快閃記憶體的換代技術。

Parkin使用的新方法叫做「跑道記憶體」（racetrack memory），這種記憶體的速度超過固態快閃記憶體晶片以及電腦硬碟的速度，因此，它不僅可能改變儲存產業，而且也可能會改變整個電腦產業。

他說：「經過這麼多年的努力，我們最終達到了一個基礎性的物理臨界點上了。跑道記憶體將突破現有的規則，將我們帶入第三度空間。」

Parkin的辦法是在在每塊矽晶片的邊緣佈置數十億根超微的線圈，組成所謂的「跑道」，同時使用電流去上下推動每根線圈上的無窮小磁體，從而實現資料0和1的讀寫。

Parkin的研究小組已經成功讓這些極小磁體以每秒100多公尺的速度沿鋸齒奈米線來運動。由於微型磁域（magnetic domains）只需在分子以下級別的距離進行運動，因此，人們能夠用一個「奈秒」（十億分之一秒）的極化（polarization）速度讀寫磁性區域，這樣的速度遠遠超過了現有的技術讀寫速度。

如果Parkin能夠成功證明跑道記憶體可行，並且能夠實現商用，那麼微電子產業從此可以突破二維的摩爾定律的限制，完全進入三維領域。

和他以前的研究成果受到的反應一樣，Parkin的新理論也引起不少質疑。

Seagate科技等儲存業巨頭公司們正在開始將快閃記憶體轉向新一代的混合型儲存技術產品上，這種混合型產品結合了矽晶片與磁片轉動技術。但在不遠的將來，Seagate仍然將著眼點放在二維技術上。

Seagate執行長Bill Watkins表示：「這裡有很多很好的技術，但你必須要選擇一個最有性價比的產品。」

到目前為止，跑道記憶體技術尚未實現商用。IBM方面也沒有公佈這種技術的商用時間表。但最終，這一技術可能會撼動業界。

IBM研究部門的副總裁Mark Dean表示：「沿著這條道路走下去，我們將非常具有突破性。它不僅會改變我們看待儲存的方式，也會改變我們看待資訊處理的方式。我們將進入一個以資料為中心而不是以計算為中心的世界。」

這雖然只是一種猜想，但顯示出，IBM或許認為，跑道記憶體可以將儲存與計算之間的界限模糊，從而提供一種資料搜尋，儲存以及檢索的新途徑。

如若成真，那麼Parkin所在的IBM物理實驗室將再次改變電腦世界。




NYTimes報導 / by John Markoff　2007 /09/12