磁疇壁記憶體（domain-wall memory，DWM），一種實驗中的非揮發性記憶體，由IBM所屬的阿爾馬登研究中心（Almaden Research Center）研發，研發小組由IBM院士斯圖爾特·帕金（Stuart Parkin）領導。在2002年開始研發，2008年已做出3位元版本。它的資料儲存密度比現有的快閃記憶體（flash memory）還高，與現有的硬碟技術接近，可以作為通用型記憶體（Universal memory）使用。
基本介紹
- 中文名：磁疇壁記憶體
- 外文名：domain-wall memory，DWM
- 研究：IBM所屬的阿爾馬登研究中心
- 釋義：一種實驗中的非揮發性記憶體
- 優點：較小的功耗做到數據的高速讀取
- 學科：電子技術
簡介,特點,原理,發展分析,
簡介
在Racetrack存儲技術中，通過一系列的Magnetic Domain-Wall(磁疇壁)的電子自旋方向，磁疇壁是一群自旋方向相同的電子的集合，圖中有4個磁疇壁，其中上面的兩個和下面左邊一個的電子自旋方向相同，而最後一個磁疇壁的電子自旋方向則相反。
磁疇壁記憶體隨著一個在賽道記憶體中移動磁性信息的全新機制被開發能把磁疇壁做得更小，甚至可小50倍，因此記憶體內的磁疇壁能被緊密組合在一起，在相同的電流下移動速度更高。相比如今的主流存儲，在容量、成本和性能多方面都有著優勢，IBM更是在08年宣稱這項存儲的更新在10年內完成。
特點
硬碟驅動器的低成本極具吸引力，但由於此類設備固有的低速度，以及採用運動部件，因此存在著機械可靠性問題，而快閃記憶體技術還未發現這類問題。然而，快閃記憶體雖然讀取數據速度很快，但寫入數據速度慢，並且壽命有限使得面臨一定考驗。而IBM賽道記憶體沒有運動部件，並且不是存儲全部的電子電荷，而是利用電子的“旋轉”來存儲數據，因此並不產生磨損的器件，理論上可以無數次地重寫而無損耗。
相比傳統硬碟易發熱，有噪音，怕震動等問題，IBM自研發賽道記憶體技術以來，一直爭取在10年內把傳統硬碟淘汰。儘管創新固態硬碟有取代硬碟的趨勢，但由於成本昂貴，更為低廉且能耗低的Racetrack更有可能取代硬碟。
原理
磁疇壁記憶體(DWM)是一種非揮發性記憶體，利用自旋閥調節電流沿著約200納米長、100納米厚的高導磁合金(nanoscopic permalloy)線移動磁疇；當電流通過線路時，磁疇經過鄰近的磁性讀寫頭，藉由磁疇的改變來記錄位。
利用自旋極化電流與磁疇壁中電子磁矩之間的互動作用，在磁疇壁中產生一種自旋轉移矩(spin transfer torque)，從而令其移動。將賽道垂直或水平排列在矽圓表面，形成賽道存儲列陣。每個賽道存儲集合晶片上有上百萬甚至上億萬的的單個賽道。此項技術能以較小的功耗做到數據的高速讀取，更增加了Racetrack存儲取代當今硬碟的砝碼。
發展分析
磁疇壁記憶體視為取代硬碟機以及固態盤的潛力存儲技術，但Parkin則表示IBM賽道記憶體除了取代硬碟也能取代DRAM等一般記憶體，能讓系統更精簡、功耗更低。IBM研發的賽道記憶體技術是“記憶體”、非“存儲技術”，該技術有取代硬碟機與NAND快閃記憶體的潛力，解決固態硬碟常見的電流泄漏與使用極限等常見問題，提供更佳的耐久性以及更好的可擴充性。
但對於磁疇壁記憶體技術的商用來講，如果未來該技術被證實可行並能走出實驗室，將帶來比現有記憶體技術更高的速度與儲存容量。
此外，該技術一個優勢可能在於其製程技術不至於像3D NAND那么複雜，但還有其他許多新興記憶體技術也在研發中，有的甚至可追溯至1980年代，賽道記憶體現階段需要投資工程技術與整合製程，以打造新一代垂直式磁化機制的原型，未來才能達成容量密度的目標。
