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韩国成功研发下一代硬盘核心技术 附原理简介
关键字: 硬盘磁畴壁存储器韩国 存储韩国 硬盘科技部网站11月20日援引韩国科学技术信息通信部发布消息称,韩国科学技术院和高丽大学联合研发团队成功研发出下一代超高速磁畴壁存储器核心技术,该研究成果刊登在国际学术杂志《自然》上。
普通硬盘是通过盘体的旋转来储存信息,存在能源消耗大,速度慢的缺点,而磁畴壁存储器是一种通过磁纳米线中磁畴壁移动产生运转的新概念存储元件,具有不易挥发和低耗电的特征。但由于其运转速度只能达到数百M/S,为实现商用化需研发能够使其高运转速度的核心技术。 此前开展磁畴壁存储器研究多采用“强磁体”物质,“强磁体”物质内部产生的磁化朝同一方向排列,不可避免Walker breakdown现象(磁性物质本身带有的角运动),这是是造成运转速度低的重要原因。
此次研究团队使用铁磁体“GdFeCo”(包含钆 、铁、钴的金属合金)进行测试,发现GdFeCo中的钆和FeCo的磁化以反平行状态排列,两个角运动在零点处重合时,Walker breakdown现象消失,磁畴壁的移动速度在常温下上升至2km/s。如在磁畴壁存储器里加入该研究成果,则有望生产出大规模、低电量、不易挥发的下一代高超速储存器。
磁信息存储技术(a)硬盘;(b)磁性随机存储器;(c)赛道内存
背景资料:高速磁畴壁存储器技术又称“赛道”技术
近50年来,科学家一直探索在磁畴壁中存储信息的可能性,RaceTrack(赛道)存储是IBM实验室从2004年开始研究的一项新型存储技术,《微型计算机》2013年1月介绍了磁畴壁存储器的原理:
该技术结合了硬盘和闪存的诸多优点,不仅存储容量大而且存储的速度也非常快。与此同时,存储的成本也比固态硬盘要低,甚至功耗控制上也更为优秀。
众所周知,现今的大容量存储设备主要分为两类。一类是磁性硬盘(传统HDD),容量大、成本低,但受机械部件所限而速度缓慢。另一类是固态硬盘(SSD),速度较快但是成本高昂。IBM RaceTrack(中文直译为“赛道”)技术意在融合上述两种技术的优点,将磁性存储固态化,以期获得两类设备的优势互补。
IBM已经证明,该项技术不但容量密度百倍于现有技术,访问速度也快得多。它能抛弃传统硬盘的机械部件实现固态化,但成本又比SSD低了一大截。一项技术为什么能融合那么多优点?本文将从该技术原理底层说起,为你揭秘“赛道”将如何改变我们的存储世界。
“赛道”技术示意图
摒弃拖累速度的机械结构
赛道技术其实和当前最常见磁记录硬盘(常用的机械硬盘,简称HDD)技术颇有关联,都是磁性存储。但赛道技术不存在需要机械运转的内部组件(例如磁头臂组合和马达等),可以固态化。当然此固态化和当前流行的SSD固态硬盘又有所不同,毕竟SSD的存储介质是闪存,而赛道的存储介质依旧是磁性物质。
前面说了,赛道技术和HDD颇有关联,所以想了解赛道技术可以通过对比HDD来获得更直观的感受。一个典型的HDD结构如右下图所示。磁盘上的每一个圆周为一个记录数据的“磁道”。在控制规则的作用下,磁头臂将磁头先移动到待读写磁道的上方,然后磁盘的主电机带动盘面旋转,使得磁道经过磁头,实现对磁道上的数据进行读写。简单点说传统HDD就是让磁头在旋转的盘片上去找数据,因此不论是移动磁头还是转动盘片都离不开机械结构。而机械结构在稳定性和性能上难以进一步拔高,例如在多年以前就达到每分钟7200转的马达,现在的主流HDD产品也还依旧维持在7200r/min的规格。而与此同时,PC其他配件的技术和性能却是日新月异,最终逐步导致HDD成为了当前PC系统的一大性能瓶颈。
传统HDD硬盘技术示意图
- 原标题:韩国研究团队成功研发超高速运转磁性存储器核心技术
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- 责任编辑:周远方
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