KR20100099570A - 데이터 저장장치 및 그 동작방법 - Google Patents

데이터 저장장치 및 그 동작방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20100099570A
KR20100099570A KR1020090018126A KR20090018126A KR20100099570A KR 20100099570 A KR20100099570 A KR 20100099570A KR 1020090018126 A KR1020090018126 A KR 1020090018126A KR 20090018126 A KR20090018126 A KR 20090018126A KR 20100099570 A KR20100099570 A KR 20100099570A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pulse current
magnetic domain
magnetic
current
unit
Prior art date
Application number
KR1020090018126A
Other languages
English (en)
Inventor
강상범
박철우
김호정
김종완
최현호
김영필
이성철
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020090018126A priority Critical patent/KR20100099570A/ko
Priority to US12/658,859 priority patent/US8406029B2/en
Publication of KR20100099570A publication Critical patent/KR20100099570A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/161—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect details concerning the memory cell structure, e.g. the layers of the ferromagnetic memory cell
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/14—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/165—Auxiliary circuits
    • G11C11/1673—Reading or sensing circuits or methods
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/165—Auxiliary circuits
    • G11C11/1675—Writing or programming circuits or methods
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C19/00—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
    • G11C19/02—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements
    • G11C19/08—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure
    • G11C19/0808—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure using magnetic domain propagation
    • G11C19/0841—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure using magnetic domain propagation using electric current

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

데이터 저장장치 및 그 동작방법에 관해 개시되어 있다. 개시된 데이터 저장장치는 자성트랙 및 상기 자성트랙에 인가되는 전류를 최적화하기 위한 전류 최적화수단을 포함할 수 있다. 상기 자성트랙은 다수의 자구 및 그들 사이에 자구벽을 가질 수 있고, 상기 전류는 상기 자구 및 자구벽을 이동시키기 위한 펄스 전류일 수 있다.

Description

데이터 저장장치 및 그 동작방법{Data storage device and method of operating the same}
본 개시는 데이터 저장장치 및 그 동작방법에 관한 것이다.
전원이 차단되더라도 기록된 데이터가 유지되는 비휘발성 저장장치는 HDD(hard disk drive)와 비휘발성 RAM(ramdom access memory) 등이 있다.
일반적으로, HDD는 회전하는 부분을 갖는 저장장치로 마모되는 경향이 있고, 동작시 페일(fail)이 발생할 가능성이 크기 때문에 신뢰성이 떨어진다. 한편, 비휘발성 RAM의 대표적인 예로 플래시 메모리를 들 수 있는데, 플래시 메모리는 회전하는 기계 장치를 사용하지 않지만, 읽기/쓰기 동작 속도가 느리고 수명이 짧으며, HDD에 비해 저장용량이 작은 단점이 있다. 또한 플래시 메모리의 생산 비용은 상대적으로 높은 편이다.
이에, 최근에는 종래의 비휘발성 저장장치의 문제점을 극복하기 위한 방안으로서, 자구벽(magnetic domain wall) 이동 원리를 이용하는 새로운 데이터 저장장치에 관한 연구 및 개발이 이루어지고 있다. 자구(magnetic domain)는 강자성체 내에서 자기 모멘트가 일정 방향으로 정돈된 자기적인 미소영역이고, 자구벽은 서로 다른 자화 방향을 갖는 자구들의 경계부이다. 자구 및 자구벽은 자성체에 인가되는 전류에 의해 이동될 수 있다. 자구 및 자구벽의 이동 원리를 이용하면, 회전하는 기계 장치를 사용하지 않으면서 저장용량이 큰 데이터 저장장치를 구현할 수 있을 것이라 예상된다.
자구 및 자구벽이 이동되는 원리를 이용하는 데이터 저장장치 및 그 동작방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 다수의 자구 및 그들 사이에 자구벽을 갖는 자성트랙; 상기 자성트랙에 펄스 전류를 인가하기 위한 전류 인가수단; 및 상기 전류 인가수단에 의해서 상기 자성트랙에 인가되는 펄스 전류를 최적화하기 위한 전류 최적화수단;을 포함하는 데이터 저장장치를 제공한다.
상기 자성트랙은 다수의 더미 데이터가 저장된 더미 데이터영역을 포함할 수 있고, 상기 더미 데이터영역은 상기 펄스 전류를 최적화하는데 이용될 수 있다.
상기 더미 데이터영역에 데이터 재생 기능을 갖는 제1유닛이 구비될 수 있다.
상기 전류 최적화수단은 상기 제1유닛 및 상기 전류 인가수단에 연결될 수 있다.
상기 전류 최적화수단은 상기 제1유닛에 연결된 카운터; 및 상기 카운터와 상기 전류 인가수단에 연결된 제어소자;를 포함할 수 있다.
상기 카운터는 상기 펄스 전류에 의해 상기 제1유닛을 통과하는 상기 더미 데이터의 수를 카운팅하는 요소일 수 있다.
상기 전류 최적화수단은 상기 제어소자에 연결된 레지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 더미 데이터영역은 상기 자성트랙의 단부에 구비될 수 있다.
상기 더미 데이터영역은 제1 및 제2데이터가 교대로 배열된 영역일 수 있다.
상기 전류 최적화수단은 상기 펄스 전류의 폭 및/또는 높이를 최적화하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 펄스 전류에 의해 이동되는 다수의 자구 및 그들 사이에 자구벽을 갖는 자성트랙을 포함하는 데이터 저장장치의 동작방법에 있어서, 상기 자구 및 자구벽을 이동시키기 위한 펄스 전류를 최적화하는 단계;를 포함하는 데이터 저장장치의 동작방법을 제공한다.
상기 펄스 전류를 최적화하는 단계는 상기 자성트랙에 인가하는 펄스 전류를 변화시키면서, 상기 자구 및 자구벽의 움직임을 확인하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 펄스 전류를 최적화하는 단계는 상기 자구 및 자구벽을 1비트 만큼 이동시키는데 필요한 최소 펄스 전류를 찾는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 자성트랙에 인가한 제1 펄스 전류에 의해 상기 자구 및 자구벽이 1비트 이상 움직인 경우, 상기 자성트랙에 인가하는 펄스 전류의 폭 및/또는 높이를 줄이면서 상기 자구 및 자구벽을 1비트 만큼 이동시키는데 필요한 상기 최소 펄스 전류를 찾을 수 있다. ,
상기 자성트랙에 인가한 제1 펄스 전류에 의해 상기 자구 및 자구벽이 움직이지 않은 경우, 상기 자성트랙에 인가하는 펄스 전류의 폭 및/또는 높이를 증가시키면서 상기 자구 및 자구벽을 1비트 만큼 이동시키는데 필요한 상기 최소 펄스 전 류를 찾을 수 있다.
상기 자구 및 자구벽을 1비트 만큼 이동시키는데 필요한 상기 최소 펄스 전류를 최적 펄스 전류로 사용할 수 있다.
상기 펄스 전류를 최적화하는 단계는 상기 자구 및 자구벽을 2비트 만큼 이동시키는데 필요한 최소 펄스 전류를 찾는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 자구 및 자구벽을 1비트 만큼 이동시키는데 필요한 최소 펄스 전류와 상기 자구 및 자구벽을 2비트 만큼 이동시키는데 필요한 최소 펄스 전류의 중간에 대응하는 펄스 전류를 최적 펄스 전류로 사용할 수 있다.
상기 펄스 전류를 최적화하는 단계는 최적 펄스 전류에 대한 정보를 레지스터에 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 자성트랙은 다수의 더미 데이터가 저장된 더미 데이터영역을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 더미 데이터영역은 상기 펄스 전류를 최적화하는데 사용할 수 있다.
상기 더미 데이터영역에 데이터 재생 기능을 갖는 제1유닛이 구비될 수 있다.
상기 데이터 저장장치는 상기 제1유닛과 상기 펄스 전류를 발생하기 위한 전류 인가수단에 연결된 전류 최적화수단을 포함할 수 있다.
상기 전류 최적화수단은 상기 제1유닛에 연결된 카운터; 및 상기 카운터와 상기 전류 인가수단에 연결된 제어소자;를 포함할 수 있다.
상기 카운터는 상기 펄스 전류에 의해 상기 제1유닛을 통과하는 상기 더미 데이터의 수를 카운팅하는 요소일 수 있다.
상기 제어소자에 연결된 레지스터가 더 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 레지스터에 최적 펄스 전류에 대한 정보를 저장하는 단계를 더 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 자성트랙에 인가하는 전류를 필요에 따라 용이하게 조절할 수 있는 데이터 저장장치를 구현할 수 있다. 이러한 데이터 저장장치를 이용하면, 자성트랙에 인가하는 전류를 최적화할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 저장장치 및 그 동작방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 다소 과장되게 도시된 것이다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 저장장치를 보여준다.
도 1을 참조하면, 데이터가 저장될 수 있는 다수의 자구영역(D) 및 그들 사이의 자구벽영역(DW)을 갖는 자성트랙(100)이 구비되어 있다. 자성트랙(100)은 강자성 물질로 형성된 것일 수 있다. 예컨대, 자성트랙(100)은 Co, Ni 및 Fe 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 그 밖에 다른 물질을 더 포함할 수도 있다. 자성트랙(100)은 라인 형태를 가질 수 있지만, 그 모양은 다양하게 변화될 수 있다.
자성트랙(100)의 일부에 더미 데이터(복수)(DR1)가 저장될 수 있다. 더미 데이터(DR1)는 자성트랙(100)에 인가하는 펄스 전류를 최적화하는데 이용될 수 있다. 이에 대해서는 추후에 보다 상세히 설명한다. 더미 데이터(DR1)는, 예컨대, 제1데이터('0'이 표시됨)(D0)와 제2데이터('1'이 표시됨)(D1)가 교대로 반복되는 데이터 배열을 가질 수 있다. 제1데이터(D0)에 대응하는 자구와 제2데이터(D1)에 대응하는 자구는 서로 반대의 자화 방향을 가질 수 있다. 제1 및 제2데이터(D0, D1)는 각각 '0' 및 '1'일 수 있다. 즉, 더미 데이터(DR1)는 '01010101..'의 데이터 배열을 가질 수 있다. 그러나 더미 데이터(DR1)의 데이터 배열은 다양하게 변화될 수 있다. 예컨대, 더미 데이터(DR1)는 '10101010...'의 데이터 배열을 갖거나, '10100101001...', '1010010010...', '1001001001...' 및 '11001100...' 등 다양한 조합의 데이터 배열을 가질 수 있다. 자성트랙(100)에서 더미 데이터(DR1)가 저장된 영역 이외의 영역에는 실제 데이터(미도시)가 저장될 수 있다.
자성트랙(100)에서 더미 데이터(DR1)가 저장된 영역에 데이터 재생 기능을 갖는 제1유닛(150)이 구비될 수 있다. 제1유닛(150)은 데이터 재생 기능뿐 아니라 기록 기능도 가질 수 있다. 즉, 제1유닛(150)은 재생유닛이거나 기록/재생유닛일 수 있다. 제1유닛(150)은 이하에서 설명할 전류 최적화소자(300)의 일부로 볼 수도 있다.
제1유닛(150)은 도시된 바와 같이 자성트랙(100)의 하면에 구비되거나, 자성트랙(100)의 하면이 아닌 상면에 구비되거나, 하면 및 상면에 나눠서 구비될 수 있다. 구체적인 예로, 제1유닛(150)은 TMR(tunnel magneto resistance) 또는 GMR(giant magneto resistance) 소자의 구성을 가질 수 있다. 이 경우, 제1유 닛(150)은 자성트랙(100)의 하면 및 상면 중 어느 하나, 예컨대, 하면에 구비된 제1고정층(pinned layer)을 포함할 수 있고, 상기 제1고정층과 자성트랙(100) 사이에 구비된 제1분리층을 더 포함할 수 있다. 또한 제1유닛(150)은 자성트랙(100)의 하면 및 상면 중 다른 하나, 예컨대, 상면에 구비된 제2고정층을 더 포함할 수 있다. 상기 제2고정층은 상기 제1고정층과 반대의 자화 방향을 가질 수 있다. 상기 제2고정층과 자성트랙(100) 사이에는 제2분리층이 구비될 수 있다. 제1유닛(150)은 적어도 하나의 자유층(free layer)과 적어도 하나의 반강자성층(anti-ferromagnetic layer)을 더 포함할 수도 있다. 이 밖에도, 제1유닛(150)의 구성은 다양하게 변화될 수 있다. 또한 제1유닛(150)은, 도시된 바와 같이, 자구영역(D) 하나에 대응하는 길이를 가질 수 있지만, 경우에 따라서는, 그렇지 않을 수도 있다. 제1유닛(150)은 더미 데이터(DR1)가 저장된 영역(이하, 더미 데이터영역)의 일단에 구비될 수 있지만, 그 위치는 달라질 수 있다. 예컨대, 제1유닛(150)은 상기 더미 데이터영역의 중간에 구비되거나, 상기 더미 데이터영역과 다소 이격하여 구비될 수도 있다.
한편, 도 1에 도시하지는 않았지만, 자성트랙(100)에서 더미 데이터(DR1)가 저장된 영역을 제외한 나머지영역(즉, 실제 데이터영역)에 적어도 하나의 기록/재생유닛이 구비되거나, 적어도 하나의 재생유닛 및 적어도 하나의 기록유닛이 구비될 수 있다. 상기 적어도 하나의 기록/재생유닛 또는 상기 적어도 하나의 재생유닛과 적어도 하나의 기록유닛은 실제 데이터를 기록하는 동작 및 재생하는 동작을 수행하는데 사용될 수 있다.
자성트랙(100)의 일단에 연결된 전류 인가수단(200)이 구비될 수 있다. 전류 인가수단(200)은 펄스 전류를 발생하는 전류 발생기를 포함할 수 있다. 전류 인가수단(200)과 자성트랙(100) 사이에는 트랜지스터나 다이오드와 같은 스위칭소자가 구비될 수 있다. 전류 인가수단(200)으로 자성트랙(100)에 펄스 전류를 인가하여 자구영역(D)의 자구와 자구벽영역(DW)의 자구벽을 소정 방향으로 이동시킬 수 있다. 자구 및 자구벽은 상기 펄스 전류의 방향과 반대 방향, 즉, 전자의 이동 방향으로 이동한다. 전류 인가수단(200)은 자성트랙(100)의 일단이 아닌 타단에 연결되거나, 일단 및 타단에 연결되거나, 자성트랙(100)의 양단에 각각 연결될 수 있다.
전류 인가수단(200)으로 자성트랙(100)에 인가하는 펄스 전류를 최적화하기 위한 소자(이하, 전류 최적화소자)(300)가 구비될 수 있다. 전류 최적화소자(300)는 전류 인가수단(200) 및 제1유닛(150)에 연결될 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 전류 최적화소자(300)는 제1유닛(150)에 연결된 카운터(C1)를 포함할 수 있다. 카운터(C1)와 제1유닛(150) 사이에 감지회로(S/A)가 구비될 수 있다. 카운터(C1)는 제1유닛(150)을 통과하는 더미 데이터(단수)의 수, 즉, 제1데이터(D0)와 제2데이터(D1)의 수를 카운팅하는 소자일 수 있다. 자성트랙(100) 내에서 자구 및 자구벽이 1비트 만큼 이동하면, 제1유닛(150)이 형성된 자성트랙(100)의 더미 데이터(DR1)는 '0'(즉, 제1데이터(D0))에서 '1'(즉, 제2데이터(D1))로 또는 그 반대로 변화될 수 있다. 제1 및 제2데이터(D0, D1) 중 하나는 저저항 데이터, 다른 하나는 고저항 데이터에 대응될 수 있으므로, 감지회로(S/A)의 출력 신호는 저저항 신호에서 고저항 신호로, 또는 그 반대로 변화될 수 있다. 카운터(C1)는 이러한 데이터의 변화(transition) 횟수를 카운팅하여 그 값을 저장하는 소자일 수 있다. 따라서 자성트랙(100) 내에서 자구 및 자구벽이 1비트 만큼 이동하면, 카운터(C1)에는 '1'이 저장될 수 있다. 또한 자성트랙(100) 내에서 자구 및 자구벽이 2비트 만큼 이동하면, 카운터(C1)에는 '2'가 저장될 수 있다.
전류 최적화소자(300)는 카운터(C1) 및 전류 인가수단(200)에 연결된 제어소자(L1)를 포함할 수 있고, 제어소자(L1)에 연결된 레지스터(register)(R1)를 더 포함할 수 있다. 제어소자(L1)는 카운터(C1)의 출력 값에 따라 전류 인가수단(200)으로 자성트랙(100)에 인가하는 펄스 전류의 폭 및/또는 높이 등을 조절할 수 있다. 이를 위해, 제어소자(L1)는 다양한 논리회로를 포함할 수 있다. 또한 제어소자(L1)는 카운터(C1)를 리세트(reset)시키는 역할 및 레지스터(R1)에 소정의 정보를 기록하는 역할도 수행할 수 있다.
전류 인가수단(200)으로 자성트랙(100)에 인가하는 펄스 전류의 폭 및/또는 높이를 변화시키면서, 전류 최적화소자(300)를 이용해서 자구 및 자구벽 이동에 적합한 최적의 폭 및/또는 높이를 갖는 펄스 전류(즉, 최적 펄스 전류)를 찾을 수 있다. 상기 최적 펄스 전류를 찾는 방법에 대해서는 추후에 보다 상세하게 설명한다. 상기 최적 펄스 전류를 찾은 후, 그에 대한 정보를 레지스터(R1)에 저장할 수 있다.
도 2는 도 1에서 자성트랙(100)의 자구 및 자구벽이 1비트 만큼 이동된 상태를 보여주고, 도 3은 도 1에서 자성트랙(100)의 자구 및 자구벽이 2비트 만큼 이동 된 상태를 보여준다.
도 2를 참조하면, 더미 데이터(DR1)가 1비트 만큼 오른쪽으로 이동됨에 따라, 카운터(C1)에는 '1'이 저장될 수 있다. 즉, 카운터(C1)의 변수 C는 1이 될 수 있다. 이는 제1유닛(150)를 지나간 더미 데이터(단수)(즉, 제1 및 제2데이터(D0, D1))의 수가 한 개임을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 더미 데이터(DR1)가 2비트 만큼 오른쪽으로 이동됨에 따라, 카운터(C1)에는 '2'가 저장될 수 있다. 즉, 카운터(C1)의 변수 C는 2가 될 수 있다. 이는 제1유닛(150)를 지나간 더미 데이터(단수)(즉, 제1 및 제2데이터(D0, D1))의 수가 두 개임을 나타낸다.
이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 저장장치의 동작방법을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 것으로, 도 1의 데이터 저장장치를 이용해서 펄스 전류를 최적화하는 방법을 보여주는 순서도이다. 도 4는 도 1과 연계하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 전류 인가수단(200)을 이용해서 소정의 폭(width)(W)을 갖는 펄스 전류를 자성트랙(100)에 인가할 수 있다(S1). 이후, 카운터(C1)의 변수 C가 C≥1를 만족하는지 여부를 확인할 수 있다(S2). 이는 S1 단계의 펄스 전류에 의해 자성트랙(100)의 자구가 한 칸 이상 움직였는지를 확인하는 것이다. S2 단계에서 C≥1를 만족한다면, 즉, S1 단계의 펄스 전류에 의해 자성트랙(100)의 자구가 한 칸 이상 움직였다면, S3 단계로 넘어갈 수 있다. S3 단계에서는, 먼저 카운터(C1)의 변수 C를 0으로 리세트(reset)한 후, S1 단계에서 인가한 펄스 전류보다 'd'만큼 짧은 펄스 전류를 자성트랙(100)에 인가할 수 있다. 그런 후, 다시 카운터(C1)의 변수 C가 C≥1를 만족하는지 여부를 확인할 수 있다(S4). S4 단계에서, C가 1보다 크거나 같다면, 즉, 펄스 전류에 의해 자성트랙(100)의 자구가 한 칸 이상 움직였다면, 다시 S3 단계로 돌아가, C를 0으로 리세트(reset)한 후, 좀 더 짧은 펄스 전류를 자성트랙(100)에 인가할 수 있다. S4 단계에 C가 C≥1를 만족하지 않을 때까지, S3 및 S4 단계를 반복 수행할 수 있다. S4 단계에서, C가 C≥1를 만족하지 않는다면, 즉, C가 0이라면, 이는 펄스 전류에 의해 자구가 움직이지 않았다는 것이다. S4 단계에서 C=0이 되도록 하는 펄스 전류 바로 전에 인가했던 펄스 전류의 폭이 자성트랙(100)의 자구를 움직이게 하는 펄스 전류의 최소 폭이라 할 수 있다. 이를 정보화하여 레지스터(R1)에 저장할 수 있다(S5, S6). 이와 같은 방법으로, 자구 및 자구벽을 움직이는데 필요한 펄스 전류의 최소 폭(즉, 길이)을 찾을 수 있다.
만약 S2 단계에서, C가 C≥1를 만족하지 않는다면, 즉, C가 0이라면, S3' 단계로 넘어갈 수 있다. S3' 단계에서는, S1 단계에서 인가한 펄스 전류보다 'd'만큼 긴 펄스 전류를 자성트랙(100)에 인가할 수 있다. 그런 후, 카운터(C1)의 변수 C가 C=0를 만족하는지 여부를 확인할 수 있다(S4'). S4' 단계에서, C가 0이라면, 다시 S3' 단계로 돌아가 좀 더 긴 펄스 전류를 자성트랙(100)에 인가할 수 있다. S4' 단계에서 C=0을 만족하지 않을 때까지, S3' 및 S4' 단계를 반복 수행할 수 있다. S4' 단계에서 C=0이 아니라면, 이는 펄스 전류에 의해 자성트랙(100)의 자구가 1비트 만큼 이동했다는 것을 의미한다. 이때의 펄스 전류가 곧 자성트랙(100)의 자구를 움직이게 하는 펄스 전류의 최소 폭이라 할 수 있다. 따라서 이를 정보화하여 레지스터(R1)에 저장할 수 있다(S5').
경우에 따라서는, S4' 단계에서 C=0이 아닌 경우, S5' 단계로 넘어가지 않고, S3 단계로 넘어갈 수도 있다. S4' 단계에서 자성트랙(100)의 자구를 움직이게 한 펄스 전류보다 'd'만큼 짧은 펄스 전류를 자성트랙(100)에 인가하여 봄으로써(S3), S4' 단계에서 자구를 움직이게 한 펄스 전류가 정말 자구를 1비트 움직이는데 필요한 최소 폭을 갖는 펄스 전류인지 확인할 수 있다. S4' 단계에서 자성트랙(100)의 자구를 움직이게 한 펄스 전류가 자구를 1비트 움직이는데 필요한 최소 폭의 펄스 전류라면, S4' 단계 후 S3 단계를 거쳐 S4 단계로 갔을 때, C가 C≥1를 만족하지 않을 것이고, 이어서 S5 및 S6 단계로 넘어갈 것이다.
도 4에서 설명한 방법으로, 자구 및 자구벽을 한 칸 이동하는데 필요한 최소 폭(즉, 길이)을 갖는 펄스 전류를 찾을 수 있고, 이를 실제 동작에서 사용한다면, 전류 소모를 최소화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 것으로, 데이터 저장장치를 이용해서 자구 및 자구벽을 한 칸 이동하는데 필요한 펄스 전류의 최소 높이를 찾는 방법을 보여주는 순서도이다. 도 5는 도 4에서 폭(width)(W)을 높이(height)(H)로 바꿔준 것이다. 도 5의 방법은 도 4와 유사하므로, 도 5에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이상에서 설명한 방법은 펄스 전류의 높이를 고정한 상태에서 폭을 조절하면 서 최적 펄스 전류를 찾거나(도 4), 펄스 전류의 폭을 고정한 상태에서 높이를 조절하면서 최적 펄스 전류를 찾는 것이다(도 5). 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 폭 및 높이를 동시에 조금씩 변화시키면서 최적 폭 및 높이를 갖는 펄스 전류를 찾을 수도 있다.
전술한 바와 같이, 자구 및 자구벽을 움직이게 하는 최소 폭 및/또는 높이를 갖는 펄스 전류를 최적의 펄스 전류로 사용할 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 자구 및 자구벽을 움직이게 하는 최소 폭 및/또는 높이를 갖는 펄스 전류를 최적의 펄스 전류로 사용하지 않고, 그보다 폭 및/또는 높이가 다소 큰 펄스 전류를 최적의 펄스 전류로 사용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 것으로, 도 1의 데이터 저장장치를 이용해서 펄스 전류를 최적화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 도 1과 연계하여 설명한다.
도 6을 참조하면, 자성트랙(100)에 인가하는 펄스 전류의 폭을 증가시키면서 카운터(C1)의 변수 C를 확인한다. (a)에서 (f) 단계로 갈수록 펄스 전류의 폭이 점차 증가한다. (a) 단계에서 C는 0이고, (b) 단계에서 C는 1이다. 이는 (b) 단계의 펄스 전류가 자구를 1비트 만큼 이동시키기 위한 최소 폭을 갖는 것을 의미한다. (c) 내지 (e) 단계에서 C는 1이고, (f) 단계에서 C는 2가 된다. 이는 (f) 단계의 펄스 전류가 자구를 2비트 만큼 이동시키기 위한 최소 폭을 갖는 것을 의미한다. (b) 단계의 펄스 전류의 폭을 w1이라 하고, (f) 단계의 펄스 전류의 폭을 w2라 하면, 본 실시예에서 최적 펄스 전류의 폭은 (w1+w2)/2 로 정할 수 있다. 이는 (d) 단계의 펄스 전류의 폭과 유사할 수 있다. 이렇게 본 실시예에서는 자구를 1비트 만큼 이동시키기 위한 최소 폭(w1)과 자구를 2비트 만큼 이동시키기 위한 최소 폭(w2)의 중간값[(w1+w2)/2]을 자구 및 자구벽 이동을 위한 최적 펄스 전류의 폭으로 결정할 수 있다. 상기 중간값에 대응하는 폭을 갖는 펄스 전류를 자구 및 자구벽 이동을 위한 펄스 전류로 사용하면, 자구 및 자구벽의 비트 단위 이동의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도시하지는 않았지만, 도 6을 참조하여 설명한 방법과 유사한 방법으로, 펄스 전류의 최적 높이를 찾을 수 있다. 즉, 펄스 전류의 높이를 증가시키면서 카운터(C1)의 변수 C를 확인하고, 자구를 1비트 만큼 이동시키기 위한 펄스 전류의 최소 높이(h1)와 자구를 2비트 만큼 이동시키기 위한 펄스 전류의 최소 높이(h2)의 중간값[(h1+h2)/2]을 자구 및 자구벽 이동을 위한 최적 펄스 전류의 높이로 결정할 수 있다. 또한 이와 유사한 방법으로, 펄스 전류의 폭 및 높이를 동시에 변화시키면서, 펄스 전류의 최적 폭 및 높이를 결정할 수도 있다.
부가적으로, 전술한 실시예에서는 자구 및 자구벽을 1비트 만큼 이동시키는데 필요한 최소 펄스 전류(임계 펄스 전류)를 최적 펄스 전류로 결정하거나, 자구 및 자구벽을 1비트 만큼 이동시키는데 필요한 최소 펄스 전류(임계 펄스 전류)와 자구 및 자구벽을 2비트 만큼 이동시키는데 필요한 최소 펄스 전류(임계 펄스 전류)의 중간에 대응하는 펄스 전류를 최적 펄스 전류로 결정하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 어떤 펄스 전류를 최적 펄스 전류로 결정할지는 목적에 따라 다양하게 달라질 수 있다. 그에 따라 전류 최적화소자(도 1의 300)의 구성도 다양하게 변경될 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 데이터 저장장치 및 그 동작방법은 다양하게 변경될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 저장장치의 단면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 데이터 저장장치에서 자성트랙의 자구 및 자구벽이 이동된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 저장장치의 동작방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 저장장치의 동작방법을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 *
100 : 자성트랙 150 : 제1유닛
200 : 전류 인가수단 300 : 전류 최적화소자
C1 : 카운터 D : 자구영역
D0 : 제1데이터 D1 : 제2데이터
DW : 자구벽영역 DR1 : 더미 데이터
L1 : 제어소자 R1 : 레지스터
S/A ; 감지회로

Claims (23)

  1. 다수의 자구 및 그들 사이에 자구벽을 갖는 자성트랙;
    상기 자성트랙에 펄스 전류를 인가하기 위한 전류 인가수단; 및
    상기 전류 인가수단에 의해서 상기 자성트랙에 인가되는 펄스 전류를 최적화하기 위한 전류 최적화수단;을 포함하는 데이터 저장장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성트랙은 다수의 더미 데이터가 저장된 더미 데이터영역을 포함하고,
    상기 더미 데이터영역은 상기 펄스 전류를 최적화하는데 이용되는 데이터 저장장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 더미 데이터영역에 데이터 재생 기능을 갖는 제1유닛이 구비된 데이터 저장장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전류 최적화수단은 상기 제1유닛 및 상기 전류 인가수단에 연결된 데이터 저장장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 전류 최적화수단은,
    상기 제1유닛에 연결된 것으로, 상기 펄스 전류에 의해 상기 제1유닛을 통과하는 상기 더미 데이터의 수를 카운팅하는 카운터; 및
    상기 카운터와 상기 전류 인가수단에 연결된 제어소자;를 포함하는 데이터 저장장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전류 최적화수단은,
    상기 제어소자에 연결된 레지스터를 더 포함하는 데이터 저장장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 더미 데이터영역은 상기 자성트랙의 단부에 구비된 데이터 저장장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 더미 데이터영역은 제1 및 제2데이터가 교대로 배열된 영역인 데이터 저장장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 최적화수단은 상기 펄스 전류의 폭 및/또는 높이를 최적화하도록 구성된 데이터 저장장치.
  10. 펄스 전류에 의해 이동되는 다수의 자구 및 그들 사이에 자구벽을 갖는 자성트랙을 포함하는 데이터 저장장치의 동작방법에 있어서,
    상기 자구 및 자구벽을 이동시키기 위한 펄스 전류를 최적화하는 단계;를 포함하는 데이터 저장장치의 동작방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 펄스 전류를 최적화하는 단계는 상기 자성트랙에 인가하는 펄스 전류를 변화시키면서, 상기 자구 및 자구벽의 움직임을 확인하는 단계;를 포함하는 데이터 저장장치의 동작방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 펄스 전류를 최적화하는 단계는,
    상기 자구 및 자구벽을 1비트 만큼 이동시키는데 필요한 최소 펄스 전류를 찾는 단계;를 포함하는 데이터 저장장치의 동작방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 자성트랙에 인가한 제1 펄스 전류에 의해 상기 자구 및 자구벽이 1비트 이상 움직인 경우,
    상기 자성트랙에 인가하는 펄스 전류의 폭 및/또는 높이를 줄이면서 상기 자구 및 자구벽을 1비트 만큼 이동시키는데 필요한 상기 최소 펄스 전류를 찾는 데이터 저장장치의 동작방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 자성트랙에 인가한 제1 펄스 전류에 의해 상기 자구 및 자구벽이 움직이지 않은 경우,
    상기 자성트랙에 인가하는 펄스 전류의 폭 및/또는 높이를 증가시키면서 상기 자구 및 자구벽을 1비트 만큼 이동시키는데 필요한 상기 최소 펄스 전류를 찾는 데이터 저장장치의 동작방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 자구 및 자구벽을 1비트 만큼 이동시키는데 필요한 상기 최소 펄스 전류를 최적 펄스 전류로 사용하는 데이터 저장장치의 동작방법.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 펄스 전류를 최적화하는 단계는,
    상기 자구 및 자구벽을 2비트 만큼 이동시키는데 필요한 최소 펄스 전류를 찾는 단계;를 더 포함하는 데이터 저장장치의 동작방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 자구 및 자구벽을 1비트 만큼 이동시키는데 필요한 최소 펄스 전류와 상기 자구 및 자구벽을 2비트 만큼 이동시키는데 필요한 최소 펄스 전류의 중간에 대응하는 펄스 전류를 최적 펄스 전류로 사용하는 데이터 저장장치의 동작방법.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 펄스 전류를 최적화하는 단계는 최적 펄스 전류에 대한 정보를 레지스터에 저장하는 단계를 더 포함하는 데이터 저장장치의 동작방법.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 자성트랙은 다수의 더미 데이터가 저장된 더미 데이터영역을 포함하고,
    상기 더미 데이터영역에 데이터 재생 기능을 갖는 제1유닛이 구비되며,
    상기 더미 데이터영역은 상기 펄스 전류를 최적화하는데 사용하는 데이터 저장장치의 동작방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 데이터 저장장치는 상기 제1유닛과 상기 펄스 전류를 발생하기 위한 전류 인가수단에 연결된 전류 최적화수단을 포함하는 데이터 저장장치의 동작방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 전류 최적화수단은,
    상기 제1유닛에 연결된 것으로, 상기 펄스 전류에 의해 상기 제1유닛을 통과하는 상기 더미 데이터의 수를 카운팅하는 카운터; 및
    상기 카운터와 상기 전류 인가수단에 연결된 제어소자;를 포함하는 데이터 저장장치의 동작방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제어소자에 연결된 레지스터가 더 구비된 데이터 저장장치의 동작방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 레지스터에 최적 펄스 전류에 대한 정보를 저장하는 단계를 더 포함하는 데이터 저장장치의 동작방법.
KR1020090018126A 2009-02-17 2009-03-03 데이터 저장장치 및 그 동작방법 KR20100099570A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090018126A KR20100099570A (ko) 2009-03-03 2009-03-03 데이터 저장장치 및 그 동작방법
US12/658,859 US8406029B2 (en) 2009-02-17 2010-02-16 Identification of data positions in magnetic packet memory storage devices, memory systems including such devices, and methods of controlling such devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090018126A KR20100099570A (ko) 2009-03-03 2009-03-03 데이터 저장장치 및 그 동작방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100099570A true KR20100099570A (ko) 2010-09-13

Family

ID=43005846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090018126A KR20100099570A (ko) 2009-02-17 2009-03-03 데이터 저장장치 및 그 동작방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20100099570A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8115238B2 (en) Memory device employing magnetic domain wall movement
CN101154436B (zh) 数据存储装置以及操作该数据存储装置的方法
US7835167B2 (en) Magnetic domain data storage devices and methods of operating the same
KR101430170B1 (ko) 자구벽 이동을 이용한 정보저장장치의 구동방법
KR101598831B1 (ko) 자기저항소자, 이를 포함하는 정보저장장치 및 상기 정보저장장치의 동작방법
US8320152B2 (en) Information storage devices using magnetic domain wall movement and methods of operating the same
US7855908B2 (en) Information storage devices using magnetic domain wall motion and methods of operating the same
US8045371B2 (en) Magnetic storage device having a buffer track and storage tracks, and method of operating the same
US7652906B2 (en) Memory device employing magnetic domain wall movement
KR101598833B1 (ko) 자기 메모리 소자 및 그 동작방법
KR101584099B1 (ko) 자성층을 구비한 트랙 및 이를 포함하는 자성소자
JP5613402B2 (ja) 磁壁移動を利用した情報保存装置、及び磁壁移動を利用した情報保存装置の動作方法
US7924594B2 (en) Data writing and reading method for memory device employing magnetic domain wall movement
KR20100099570A (ko) 데이터 저장장치 및 그 동작방법
KR101698931B1 (ko) 자성트랙 및 이를 포함하는 정보저장장치
KR101236116B1 (ko) 마그네틱 도메인의 이동을 이용하는 마그네틱 메모리 및 동작방법
KR20100121232A (ko) 자구벽 이동을 이용한 정보 저장장치 및 그 동작방법
KR20100093964A (ko) 데이터 저장장치 및 그 동작방법
KR20100093966A (ko) 정보저장장치 및 그 동작방법

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination