国际报道　　IBM科学家开发新式内存芯片人造棉

为了制造出更小的电子设备，消费电子厂商正在不断提高内存芯片或者硬盘上容纳数据存储的能力。这种趋势使得大型主机缩小为台式机，然后再缩小为笔记本电脑，以至于成为我们的衣服口袋中的设备。现在，假如IBM实验室科学家Stuart S. P. Parkin创意获得资助，那么，在现有同样面积的电子设备当中有可能会多存储10到100倍的数据。这意味着，目前最多能够存储200个小时视频节目的iPod播放器可以存储进120个电视频道一周的节目内容。由于以前的研究，Parkin引起了被数据密度问题困扰着的科技行业的注意。在物理学家圈子外，这位IBM公司的研究人员很少为外人知晓，1990年代初，他在IBM实验室花费两年时间研究超低温环境下量子力学磁性异动的商业化项目。在一位助手的帮助下，Parkin成功在磁性数据存储光盘上的细微局部实现了磁性状态翻转，从而为微型存储区域的数据存储与检索提供了可能性。利用“巨磁阻”(GMR)，数据存储容量可以得到极大的提高，这使得在iPods上存储巨量视频与音频内容，或者实现Google数据中心式的存储成为一种现实。Parkin认为，他现在找到了另外一种可以极大提高芯片或硬盘数据存储的方法。如果这种方法被成功证明可行，那么他将研制出一种“通用”计算机内存出来，这种内存可以取代现在的“动态随机存取存储器”(DRAM)内存以及闪存芯片，甚至还可以让“内存硬盘”变成现实。科学家们表示，这种内存可能在三到五年的时间内开始取代闪存。它不仅可以让每位用户在便携式设备当中随手携带等同于一座大学图书馆的数据容量，而且可以将内存容量提高十倍或者一百倍，从而大大释放工程师们在娱乐，通讯以及信息产品上面的创造力。目前的闪存存储芯片业务正在出现爆炸式的增长。它们被广泛使用于数码相机，手机以及个人电脑当中，商用闪存甚至已经出现了由多颗芯片组成的64GB容量的产品。未来五年，单片闪存芯片的存储容量有望达到50GB。然而，闪存具有一个致命的缺陷。尽管它能够快速读取数据，但它的存储速度很慢。这促使业界纷纷寻找能够替代闪存的换代技术。Parkin使用的新方法叫做“赛道内存”(racetrack memory)，这种内存的速度超过了固态闪存芯片以及计算机硬盘的速度，因此，它不仅可能改变存储行业，而且也可能会改变整个计算机行业。他说：“经过这么多年的努力，我们最终达到了一个基础性的物理临界点上了。赛道内存将突破现有的规则，将我们带入三维空间。”Parkin的办法是在在每块硅片的边缘布置数十亿根超微的线圈，组成所谓的“赛道”，同时使用电流去推动无穷小的精细磁体沿每根线上下运动，从而实现数据0和1的读写。Parkin的研究小组已经成功让这些精细磁体以每秒100多米的速度沿锯齿形的纳米线上运动。由于微型磁畴(magnetic domains)只需在分子以下级别的距离进行运动，因此，人们能够用一个“纳秒”(十亿分之一秒)的极化(polarization)速度读写磁性区域，这样的速度远远超过了现有的技术读写速度。如果Parkin能够成功证明赛道内存可行，并且能够实现商用，那么微电子行业从此可以突破二维的摩尔定律的限制，完全进入三维领域。和他以前的研究成果受到的反响一样，Parkin的新理论也引起了大量的质疑。希捷科技等存储业巨头公司们正在开始将闪存转向新一代的混合型存储技术产品上，这种混合型产品结合了硅片与磁盘转动技术。但在不远的将来，希捷仍然将着眼点放在了二维技术上。希捷首席执行官Bill Watkins说：“这里有很多很好的技术，但你必须要选择一个最有性价比的产品。”到目前为止，赛道内存技术尚未实现商用。IBM方面也没有公布这种技术的商用时间表。但最终，这一技术可能会撼动业界。IBM研究部门的副总裁Mark Dean说：“沿着这条道路走下去，我们将非常具有突破性。它不仅会改变我们看待存储的方式，也会改变我们看待信息处理的方式。我们将进入一个以数据为中心而不是以计算为中心的世界。”这只是一种猜想，但它表明，IBM或许认为，赛道内存可以将存储与计算之间的界限模糊，从而提供一种数据搜索，存储以及检索的新途径。如若成真，那么Parkin所在的IBM物理实验室将再次改变计算机世界。