日本東京大學研究團隊在新型記憶體技術取得進展,成功展示一種以反鐵磁材料錳錫(Mn₃Sn)打造的非揮發性磁切換元件,能在40皮秒內完成狀態翻轉,速度比DRAM常見的奈秒級切換快約1000倍,且切換時溫度僅升高約8K,明顯降低高速記憶體運作時的發熱問題。
這項技術的關鍵,在於不再依賴高溫破壞材料穩定狀態,而是透過自旋軌道轉矩,直接把角動量傳遞到磁結構中,讓元件在兩個穩定磁態之間切換。由於斷電後資料仍可保存,未來若能商用,有機會兼具DRAM速度與儲存記憶體的非揮發特性。
這項技術受到AI基礎設施關注,主因是大型AI系統的耗電不只來自GPU運算,資料在快取、記憶體、儲存設備與伺服器之間反覆傳輸,也會帶來龐大功耗。尤其DRAM必須不斷刷新電荷才能保存資料,即使系統閒置,也會持續耗電、產生熱量。
研究團隊也進一步展示,可利用通訊波段雷射與光電二極體產生60皮秒光電流脈衝,直接驅動磁狀態切換。這代表未來光訊號有機會更直接寫入記憶體,與資料中心朝光互連、矽光子發展的方向相呼應。
不過,這項技術目前仍停留在實驗室階段,元件只是微型結構,距離量產成可製造的記憶體晶片仍有距離。研究也指出,現階段仍需要外部偏置磁場才能穩定切換,未來在CMOS製程整合、耐久性、成本與量產性上,都還有待突破。