IBM, 속도 10만배 빠른 나노 메모리 개발

IBM이 지금까지보다 100배 이상의 저장능력을  보이며  메모리하나에 영화 3천500편을 저장하고 10만배 이상 빠른 전송속도를 보이는 나노와이어 기술 기반의 혁신적 메모리 개발에 성공했다. 이는 5~7년 새 상품화 가능성을 보이면서 모바일기기 접근속도와 사용에 혁신을 가져올 것으로 전망됐다.

 씨넷,사이언스데일리 등은 23일 IBM이 지난 6년간 레이스트랙이란 메모리의 개념을 실험하는데 성공해 5~7년 내 현실화의 거보를 내다보고 있다고 전했다. 

 보도에 따르면 IBM연구원들은 최근 그들의 레이스트랙의 배경 물리학적 근거가 확실하며 이 새로운 메모리의 개발과 생산에 사용될 수 있다고 확인했다. 

▲ IBM이 만든 혁신적 나노와이어 메모리.특별한 위치에서 도메인벽을 지정해 위치를 찾을 수 있도록 설계된 레이스트랙의 이미지.

이 혁명적인 형태의 메모리는 랩톱,스마트폰 및 다른 모바일기기 등에서 전혀 새로운 세상을 열어줄 것으로 기대되고 있다. 
 

사용자들은 기존의 이동형 기기에서 저장할 수 있는 데이터보다 100배 이상 저장할 수 있게 될 전망이다. 예를 들어 50만곡 또는 3천500개의 완전한 영화를 그들의 모바일기기에 저장해 두고 볼 수 있게 될 전망이다.

 

또한 레이스트랙은 상당히 적은 전력으로 가동되기 때문에 배터리 하나로 수주간 사용할 수 있을 전망이다.
새로운 메모리는 또한 더 빨리 더많은 데이터에 접근할 수 있도록 하면서 데스크톱컴퓨터와 서버에서도 엄청난 역할을 할 것으로 예상된다.

 보도에 따르면 레이스트랙은 최고의 플래시메모리와 마그네틱 스토리지의 최고 요소를 결합한 것이라 할 수 있다. 또한 언젠가 기존의 램, 플래시램은 물론 전통적인 디스크드라이브까지 대체할 수 있을 전망이다.    

 

■레이스트랙은 자동으로 데이터 이동

레이스트랙의 작동원리는 무엇일까?

 필요한 데이터를 찾아내야 하는 전통적 방식의 메모리와 달리 레이스트랙은 자동적으로 데이터를 사용되는 곳으로 옮겨준다. 
 

이는 데이터접속속도를 높여줄 뿐만 아니라 훨씬 더 많은 데이터가 더 작은 지역에 저장될 수 있도록 해 준다.

 이 메모리에 레이스트랙이란 이름이 붙여진 이유는 이 소자가 머리카락의 1천분의 1 가늘에 불과한 얇은 나노와이어로 된 레이스트랙을 따라 마그네틱 비트 단위의 데이터를 옮기기 때문이다.

 이 데이터자체는 도메인으로 알려진 마그네틱 지역에 저장된다.

 개별 전자의 스핀을 이용해 레이스트랙메모리는 이 도메인을 시간당 수천km의 속도로 자동적으로 옮기고 자동적으로 나노와이어를 따라 정확한 지점에 자동으로 멈출수 있다.

 이를 통해 엄청난 양의 정보를 수십억분의 1 초도 안되는 순간에 검색해 낼 수 있다.
 
IBM연구진들은 최초로 이 도메인 벽에 포함된 시간과 거리를 측정하는데 성공했다.
이로써 이들은 레이스트랙의 실험실 성과를 현실화시키기 위해 필요한 도메인 벽의 움직임을 제어하는 방법에 대해 보다 명확하게 이해할 수 있게 됐다.

 23일(현지시간)자 사이언스지에 실린 논문에 따르면 이 새로운 형태의 메모리가 나온 배경에는 물리학이상의 것이 있음을 보여준다. 
 

■나노와이어를 따라 비트가 움직인다

씨넷은 레이스트랙 프로젝트의 책임자인 스튜어트 파킨(Atuart Parkin)과의 인터뷰를 통해
이 작동원리와 용도에 대해 설명을 들었다. 

 지난 수년간 파킨과 IBM연구소의 다른 과학자들은 레이스트랙 뒤에 숨은 물리학 연구를 수행해 왔다. 결국 이 메모리가 단순한 개념차원을 넘어서 현실적인 적용이 가능하다는 것을 알아냈다.

 파킨은 “최근 전자의 스핀(회전)에 초점을 두어 연구하는 스핀트로닉스 분야의 개발성과는 레이스트랙메모리의 나노와이어를 따라 비트가 움직이는 것을 가능케 했다”고 설명했다.
이는 이 나노와이어 상의 특정 부분에 있는 데이터를 매우 빠르게 읽고 쓸 수 있게 해준다는 것이다. 
 

레이스트랙메모리를 사용하면 반도체제조업체들은 기존에 랩톱,스마트폰 및 다른 기기에 사용되고 있는 것 더 적은 공간에 상대적으로 많은 메모리를 만들수 있다.
레이스트랙은 또한 훨씬 더 적은 배터리파워로 무한정 데이터를 읽고 쓰는 메모리를 만들 수 있다.  

 이에 비하면 플래시메모리는 많은 파워를 사용하고 느린데다 닳아 없어지기 전까지 여러번 쓸 수 있는 느린 형태의 메모리다. 
 

■기존 메모리제조방식의 패러다임 바꾼다
 
파킨은 “따라서 평균사용자들은 그들의 아이폰에서 데이터를 훨씬 더 빨리 볼 수 있다”고 말했다.

 그는 “배터리수명이 훨씬 더 길어질 뿐아니라 이형태의 메모리가 엄청나게 빠른 속도로 데이터를 조작할 수 있도록 지원하기 때문에 더복잡하고 강력한 연산을 수행할 수 있다”고 덧붙였다. 
 

▲ 곡면 나노와이어로 만든 실험용. 레이스트랙. 금으로 만들어진 전기접촉선이 전류충격을 주어 나노선을 따라 형성된 도메인 벽을 움직이게 하는데 사용된다.

레이스트랙 메모리는 또 무한정하게 쓸 수 있는 장점도 가진다.
또 닳아없어지는 메커니즘이 없기 때문에 읽고 쓰는데 있어서 엄청난 수의 데이터가 요구돼 왔던 복잡한 연산과 기능을 수행할 수 있다.

 

IBM연구진들이 물리학을 동원해 이를 증명하고 시연하는데 성공했기 때문에 IBM의 다음 도전은 시제품을 만드는 것이다. 그러나 레이스트랙은 메모리 아키텍처에 있어서 전혀 새로운 패러다임의 전환이며 새로운 물리학과 새로운 재료를 요구하는 것이다.

 따라서 파킨에게 주어진 과제는 수십억개의 레이스트랙을 통합해 데모하고 이를 거대한 웨이퍼에 만드는 것이다. 여기에 디바이스를 저렴하게 만들어야 하는 것도 요구된다.
 
파킨은 “이를 위해서는 상당한 투자가 요구될 것이며 이 단계에서는 아주 많은 시간이 걸릴 수 있다”고 말했다.

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아마도 바로 아래 기사처럼 홀로그램사용 및 무선 베터리 충전 방식 모듈을 사용할 경우에 하드웨어 디자인측면에서 훨씩 작은 나노급 소자들이 사용해야만 현재의 그립감을 가진 휴대기기가 될것이다.

이 기술로 보면 IBM에서 그런 홀로그램 기술이나 여타 제시한 향후 5년의 기술이 현실성이 있다고 봐도 될것이다.