太赫茲 MRAM 會徹底改變記憶體存取嗎？

東京大學發表的一篇文章會改變我們電子設備的面貌嗎？除非你有一台時光機，看看十年後會發生什麼，否則很難說。但有一點是肯定的：這一出版物足以讓那些等待超快記憶體問世四十年的人們夢想成真。

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磁隨機記憶體或磁性隨機存取記憶體從理論上講，它是廣義的記憶聖杯。自己判斷一下：它的存取速度是納秒量級，寫入速度（單元狀態變化）是皮秒量級，不使用時完全不消耗任何能量，一旦使用就保留資訊。基本上，它結合了 RAM（隨機存取記憶體）和 ROM 的優點。它很漂亮，很完美，可以解決很多問題，特別是在超級電腦方面，而且……它還沒有大規模工業化。

MRAM的優點：

它是非易失性的（就像我們的硬碟或 SSD）
它比 DRAM 或快閃記憶體快 1000 倍，
在寫入其他數據之前無需擦除先前儲存的數據
它消耗很少的能量
理論上是不能穿的

正如其名稱中的第一個“M”所示，MRAM 是基於磁性原理。反過來說“磁場”，這些磁場給研究人員和工程師帶來了問題。特別是不可能在空間中隨機排列磁性單元。這迫使細胞對齊（複雜且昂貴），進而產生磁場，減慢讀取速度。研究它的研究人員有很多技巧，但它們通常涉及接近絕對零度的溫度......基本上：目前，MRAM 運作良好，但尚未準備好大規模生產我們的電子設備。嗯，那是以前的事了。

降低電阻，常溫工作

東京大學的研究人員在 1 月 18 日發表的文章中聲稱取得了成果在帖子中自然非常性感的標題“反鐵磁隧道結中的八極驅動磁阻 »，似乎消除了開發更有效率、更易於使用的 MRAM 的許多科學障礙。這篇文章由《科學日報》的同事們消化並提高了可讀性（感謝他們：普及科學很難！），這篇文章展示了這些研究人員取得的兩項關鍵成功。

首先，他們設計了一個全新的反鐵磁元件。與由於室溫下普遍存在的磁序而產生磁場的鐵磁體不同，該磁鐵不會產生該磁場。在這裡您將會了解到，它的缺失會阻礙寫入和讀取資訊的速度。這使得研究人員能夠確保細胞狀態變化的速度達到太赫茲量級。也就是說10的數量級^-12每秒次數。是的，它可能很快！

其次，這種反鐵磁元件在室溫下運作。無需極度冷卻即可獲得材料的量子特性。這讓 MRAM 更接近我們的現實世界。

其他障礙，包括工業化障礙

你認為大眾所說的，你的時間跳躍到 2033 年會向你展示配備 MRAM 的機器嗎？冷靜一下你的熱情，連正在研究的研究人員都還沒到。這是實驗室研究人員在特定科學觀點上的成功。大規模生產按照這一原理工作的高密度 MRAM 模組所需的開發工作量仍然巨大。

東京大學物理系 Satoru Nakatsuji 教授在接受 ScienceDaily 採訪時解釋說，反鐵磁體的產生方式絕非微不足道：“我們使用分子束外延和磁控濺鍍兩種製程在真空中以極薄的層生長晶體。 [……]這是一個極其困難的過程，如果我們改進它，它將使我們的生活更輕鬆，也使我們能夠生產更有效率的設備。» 如您所了解的，這是目前來自尖端實驗室的科學成果。

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假設製程得到改進，即使研究人員最終獲得複雜的 MRAM 記憶體模組，該技術仍將面臨一個重大挑戰：工業化。將一項技術從實驗室轉移到小規模生產以用於其餘研究和國防空間需要邁出一大步。但要達到大規模生產的規模往往需要龐大的飛躍。讓技術真正起飛的唯一槓桿。明顯的相似之處是背照式影像感測器。儘管許多感測器已經在實驗室生產，特別是用於成像衛星的空間感測器，但直到索尼設計了Exmor R工業製造工藝，我們才開始看到這些超靈敏感測器在低光源下的到來。首先是緊湊型手機，然後是智慧型手機。