磁自旋神奇的地方在于，它不會取代原子，能讓硬盤上壁壘式的磁疇(walled domains)在1與0之間切換，又沒有最終會讓快閃位單元耗損的疲乏機制(fatiguemechanisms)。目前的固態(tài)非易失性內(nèi)存如閃存、鐵電內(nèi)存(FRAM)，甚至是實驗性的電阻式內(nèi)存(resistiveRAM)，壽命都有極限；IBM聲稱，該公司所研發(fā)的racetrack內(nèi)存，集合了固態(tài)內(nèi)存以及硬盤機訪問機制的優(yōu)點。
“racetrack內(nèi)存的關(guān)鍵優(yōu)勢，在于不會移動原子——這是為何閃存、鐵電內(nèi)存甚至電阻式內(nèi)存會耗損，因為它們擾亂了物質(zhì)的狀態(tài)?！盜BM旗下Almaden研究中心院士Stuart Parkin表示：“在racetrack內(nèi)存中，原子不會被移動，我們所做的是轉(zhuǎn)動自旋(rotatingthespin)，并不會造成交互作用或是導(dǎo)致任何疲乏與耐久性問題；我們可以無限次地讀取、寫入或抹除racetrack內(nèi)存?！?BR>所謂的“racetrack”的原理，是在絕緣基板上制作一個納米線循環(huán)(nanowireloop)；沿著該跑道，包括一個傳授(imparting)磁自旋的寫入頭，一個讀出自旋狀態(tài)的讀取頭，以及將位沿著賽道轉(zhuǎn)換至下一值(nextvalue)的脈沖產(chǎn)生器。實際上，每個跑道就像是硬盤機上的單一磁道——除了不以旋轉(zhuǎn)磁盤的方式來讀取下一值，磁疇之間的壁壘也轉(zhuǎn)變成環(huán)繞著該封閉回路，以響應(yīng)電流脈沖。
通過一款精心打造的儀器，現(xiàn)在IBM已經(jīng)能詳細(xì)描述磁疇壁能夠環(huán)繞磁道的確切機制，并收集最終能讓IBM將racetrack內(nèi)存商業(yè)化的參數(shù)數(shù)據(jù)。在該公司研究團隊驚人的發(fā)現(xiàn)中，盡管“跑道”上并沒有原子環(huán)繞，環(huán)繞著該跑道的磁疇壁仍擁有慣性與動能——就像它們是有質(zhì)量的。“我們現(xiàn)在更加了解電子(electrons)是如何傳遞動能給磁疇壁。”Parkin表示。
IBM所研發(fā)的racetrack內(nèi)存，將磁疇壁沿著一條納米線移動，就像它們繞著納米線“跑道”競速
如果跑道上顯示出真正的無質(zhì)量運動(mass-lessmotion)，將意味著磁疇壁環(huán)繞著該跑道的近瞬移動(nearlyinstantaneousmovement)是對電流脈沖的回應(yīng)。但研究人員反而在脈沖開始時發(fā)現(xiàn)了一個顯著的延遲(數(shù)納秒)，在脈沖停止時又有一個同等級的微米(micron)級明顯過沖(overshoot)；幸好這兩種效應(yīng)互相抵銷了。
“我們發(fā)現(xiàn)，磁疇壁在電流脈沖開始時會花一些時間開始移動，但那些時間又會在電流脈沖結(jié)束時，被帶著它們停止移動的距離所互補——所以它們移動的總距離是一樣的?！盤arkin表示：“要將磁疇壁沿著跑道移動一段特定距離，我們要做的就只有提供一道長度與該距離成正比的電流脈沖?！?BR>接下來，該研究團隊將試圖在單芯片上建置一個整合讀取/寫入與轉(zhuǎn)換電路的完整水平式跑道，如此將達到密度是目前閃存10倍的內(nèi)存芯片。一旦這種水平式技術(shù)成功，研究團隊將進一步在芯片上以10微米的厚度垂直排列微縮的跑道；這種垂直式的racetrack內(nèi)存密度可望再擴充100倍，使這種固態(tài)內(nèi)存容量能與硬盤機媲美。