Показанный на днях экспериментальный чип является предвестником запоминающих устройств, сочетающих огромную ёмкость классических жёстких дисков с надёжностью и скоростью срабатывания твердотельных схем.

Пятого декабря в Вашингтоне на международной конференции по электронным устройствам IEDM 2011 компания продемонстрировала первый рабочий прототип памяти типа Racetrack («гоночный трек», «ипподром»).

Мы рассказывали об её изобретении (см. статьи 1 и 2), принципе действия и первом опыте с прообразом Racetrack, содержащим всего одну ячейку.

Напомним, что в устройстве Racetrack нет ни одной подвижной детали. Биты хранятся в виде чередования магнитных доменов в металлических проводках длиной в микрометры и поперечником в нанометры. Каждый такой проводок в теории может хранить десятки и сотни бит.

Для записи и чтения стенки магнитных доменов сдвигаются вдоль проводков при помощи спин-поляризованных импульсов тока. Домены движутся в затылок друг другу, словно машины на узкой трассе.

Новый чип создан по стандартной полупроводниковой технологии CMOS. Причём все необходимые элементы уместились на едином куске кремния.

Нанопроводки были выполнены из сплава никеля и железа. Его тонкий слой учёные нанесли на пластину, а затем вытравили ненужные части. Каждый проводок (всего их в новом чипе 256) насчитывает в длину 10 микрометров, 150 нанометров в ширину и только лишь 20 нанометров в толщину.

С одной стороны каждой такой проволочки подсоединены цепи записи, поставляющие электроны с контролируемым спином. С другого края размещены считывающие элементы. Они определяют направленность доменов по мере того, как те проходят мимо.

Технологическая совместимость новинки с существующими схемами — важный момент, ведь она означает возможность промышленного выпуска. Хотя по признанию изобретателя «ипподрома» Стюарта Паркина (Stuart Parkin), прежде ещё необходимо уточнить многие моменты.

Например, Паркин и его коллеги экспериментируют с альтернативными материалами для ячеек, которые позволили бы уместить больше чередующихся доменов в одном проводе, в сравнении с нынешним железо-никелевым вариантом, а ещё дали бы возможность увеличить скорость смещения намагниченных зон.

IBM считает, что память Racetrack не только улучшит параметры отдельных компьютеров, но и серьёзно ускорит распределённые вычисления, поскольку позволит хранить огромные массивы данных и передавать любые их фрагменты за миллиардные доли секунды.