Af Mads Ølholm, Alt om Data
Denne artikel er oprindeligt bragt på Alt om Data. Computerworld overtog i november 2022 Alt om Data. Du kan læse mere om overtagelsen her.
Det er godt to år siden, at IBM for første gang beskrev en ny hukommelsestype med navnet Racetrack. Hukommelsen er, som navnet antyder, opbygget som en væddeløbsbane, men dog i meget små dimensioner. Væddeløbsbanen består af små nanotråde, der blot er nogle få nanometer i diameter. I disse nanotråde bevæger små magnetiske felter sig.
I 2008 offentliggjorde IBM, at det var lykkedes at isolere de enkelte magnetiske felter, således at det var muligt at læse og skrive enkelte bit, ligesom det var lykkedes firmaet at få de magnetiske felter til at bevæge sig. Nu, to år senere, er det lykkedes IBM at få styr på, præcis hvordan felterne bevæger sig, hvorfor IBM nu er klar til at producere de første prototyper, der forventes at være klar om to år.
Målet med Racetrack er at revolutionere den måde, som hukommelseshierarkiet i en computer er bygget op på. I traditionel tankegang består hukommelsen i en computer af statisk ram, der anvendes til cache, dynamisk ram, der anvendes som traditionelle hukommelsesmoduler, flash til langtidsopbevaring af data, som man hurtigt skal kunne få adgang til samt endelig harddiske.
IBM planlægger at erstatte alle disse komponenter med en enkeltstående teknologi, hvilket drastisk vil ændre den måde, som computere skal designes og programmeres. På figur 1 kan du se den skematiske opbygning af en chip med Racetrack.
Racetrack adskiller sig ved andre hukommelsesformer ved at være meget hurtig. En bit kan læses og skrives på under et nanosekund, hvilket er omkring fem gange hurtigere end almindelig ram, kapaciteten kan skaleres til samme størrelse som harddiske, samtidig med at chippene bevarer indholdet, selv når der slukkes for strømmen.
Forskningen i Racetrack foregår i IBM’s Almaden Research Center, der ligger syd for San Franciso i Calfornien. Det er her Alt om DATA har besøgt Stuart Parkin fra IBM, der står bag opfindelsen.
»Fremstillingen af rigtige prototyper er mere vanskelig, end blot at bevise, at vi kan bevæge de små magnetisk domæner, da vi i prototyperne skal integrere læse- og skriveenheder,« siger IBM’s forsker Stuart Parkin til Alt om DATA.
Fremstillingen af protypen foregår i 90 nm procesteknologi, hvilket er en velkendt, men lidt gammeldags teknologi set med mikroprocessorøjne. Produktionen vil foregå dels i Taiwan og dels hos IBM i Yorktown Heights i New York, hvor IBM har produktionsfaciliteter til fremstilling af prototyperne.
»Det tager flere måneder blot at fremstille en enkelt protype, fordi den skal igennem mange hundrede trin, før den er klar,« forklarer Stuart Parkin.
Prototyperne skal også vise, hvor store variationer der er i diameteren af de nanotråde, som hukommelsen består af. Dog er det lykkedes IBM at kompensere for små variationer ved at kunne variere både de magnetisk og elektriske felter, der får de enkelte magnetiske domæner til at flytte sig langs nanotrådene.
Parallelt med fremstillingen af prototyper, arbejder IBM også på at undersøge, hvilke materialer, der er bedst egnet til produktion af Racetrack.
Lige nu anvender IBM en legering af nikkel og jern, der er tilsat en ganske lille mængde kobolt, men forsøg skal vise, om andre materialer er mere velegnede - enten fordi de har bedre magnetiske egenskaber, eller fordi de er nemmere at arbejde med i en masseproduktion.
Når først prototyperne har vist, at de er funktionsdygtige, er IBM klar til enten selv at starte masseproduktion eller at lade andre tegne licens på teknologien.
