TWI416529B - 磁性移位暫存記憶體以及操作方法 - Google Patents

磁性移位暫存記憶體以及操作方法 Download PDF

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Description

磁性移位暫存記憶體以及操作方法
本發明是有關於一種磁性移位暫存記憶體元件(magnetic shift register)。
磁性隨機存取記憶體(MRAM)是具有非揮發性、高密集度、高讀寫速度、抗輻射線等等優點，具取代傳統半導體記憶體，跨入嵌入式記憶體應用之優勢。傳統的磁場寫入式的MRAM元件，採用金屬線通入電流，感應出磁場，以翻轉MRAM之自由層。然而由於隨尺寸縮小，去磁場效應之快速增加，所需寫入電流激增，造成此類MRAM記憶體遭遇到微縮化的種種困難。
近幾年來傳統技術有提出採取自旋傳輸翻轉(Spin-torque-transfer switching，STT)的技術，其又稱為Spin-RAM，是寫入方式的新一代磁性記憶體技術。寫入電流直接流經記憶元，隨記憶元尺寸縮小，所需的寫入電流隨之下降，因此這類記憶體擁有不錯的微縮性。然而，此STT技術至今仍有元件熱穩定性不足、寫入電流過大、以及可靠度特性之種種不確定性，可能導致此類記憶體未來推入量產時產生巨大的阻礙。
另外傳統技術中也有利用電流脈衝來移動磁壁的(current-driven domain wall motion)理論，於1998年~2004年陸續提出與發展完備。美國專利第6,834,005 B1號 文件，提出一種可以大幅提高晶片或硬碟資訊儲存容量的元件結構，稱為磁性移位暫存記憶體(magnetic shift register)。這種記憶體有機會取代現在的動態隨機存取記憶體(DRAM)、靜態隨機存取記憶體(SRAM)以及快閃記憶體(FLASH)晶片，甚至還可以讓“記憶體硬碟晶片(disk drive on a chip)”變成事實。此記憶體主要採用類似於硬碟的磁性記錄盤，折疊成三維堆疊方式儲存，藉由電流驅動磁壁移動的方式，將資訊逐一的記錄其中，所以其等效的位元尺寸可以縮小許多，且操作速度超過固態快閃記憶體晶片以及硬碟的速度。
圖1A-1C繪示傳統磁性移位暫存記憶的操作示意圖。記憶體元件100，包含一位元儲存區35(Storage region)，一位元暫存區40(Reservoir region)，一寫入元件15(Writing device)，一讀取元件20(Reading device)。此移位暫存記憶體100，以磁性金屬材料來形成，例如NiFe、CoFe等之鐵磁性材料，可供資訊儲存及移動的軌道11(Track)。軌道11上可以磁化成許多小區域的磁區(Magnetic Domains)25、30。這些磁區之磁化向量(magnetization)的方向，可以表示儲存資訊的0與1邏輯值。這個移位暫存記憶體之軌道11與鄰近軌道相互連接成串，以一組寫入元件15及讀取元件20區隔成每一組記憶區域，在每一組記憶區域當中，包含位元儲存區35及位元暫存區40。在資訊儲存起始態時(Quiescent state)，也就是不加電流驅動磁壁移動之穩態時，許多的記憶單元，例 如磁區25代表資料0，磁區30代表資料1，依序儲存在位元儲存區35內。而此時位元暫存區40不存放資訊。此磁性移位暫存記憶體的讀取元件20是用磁性穿遂元件(Magnetic Tunneling Junction,MTJ)與軌道11相連接，欲讀取依序的位元資訊的時候，藉由通入電流脈衝45導致每一個磁區25、30向電子流的方向產生磁壁移動(Domain Wall Motion，DWM)。
圖1B顯示一個暫態狀態，此時可以讀取與讀取元件20最接近的位元資訊，在這個暫態狀態，已經將先前讀取過的位元資訊移入位元暫存區40之內，直到所有儲存在位元儲存區35的位元資訊都讀取完畢之後，此時全部位元資訊都移入位元暫存區40，再通入反向的電流脈衝45將所有位元資訊移回位元儲存區35。此磁性移位暫存記憶體在寫入資料時，也是藉由通入電流脈衝45將欲寫入資料的磁區移動到寫入元件15之處，此時這個寫入元件15也是藉由磁壁移動的方式，將特定方向的漏磁場(Stray field)移到寫入區，導致該磁區翻轉成欲寫入的資料方向，而後再將依序的磁區資訊藉由反向的電流脈衝45移回原位。依據一般記憶體的知識，讀取元件20藉由一個選擇電晶體(Select transistor,MOS transistor)與感應放大器(Sense amplifier)相接，而此電晶體會佔據Si基板的實體面積，而資訊磁區25、30之尺度，一般而言比起電晶體微小許多，所以這個磁性移位暫存記憶體的等效位元尺寸，主要就視此電晶體佔據的面積，以及一組電晶體，掌管幾個儲 存於位元儲存區35之內的位元資訊(25,30)。由於磁性移位暫存記憶體包含多個位元，因此的等效位元尺寸就大為降低。
圖2顯示圖1A~1C中的機制示意圖。參閱圖2，簡化圖1的機制，可以將移位暫存記憶體100延展在一直線軌道上，其包含位元儲存區35以及位元暫存區40，分別都有多個磁區25、30。一個移位暫存記憶體100的位元儲存區35記錄四個位元的資料，可以被移動到位元暫存區40。圖3顯示讀取的機制示意圖。參閱圖3，例如施加脈衝電流106給移位暫存記憶體100。如此，磁區102、104會被移位，其中一個磁區會通過讀取電路108的位置，由讀取電路108讀取位元資料。如果是寫入此磁區的資料也可以藉由一寫入電路將位元資料寫入。
基本上，傳統的磁性移位暫存記憶體的設計仍不是很理想，且磁性移位暫存記憶體技術是屬於初期發展階段，業者仍積極在研發。
本發明提供一種磁性移位暫存記憶體，可以提升記憶體的容量。也就是說，例如由於資料區域的共用可以增加集積密度並降低成本，且例如可以提昇記憶體的熱穩定性、可靠性與微縮性。
本發明提出一種磁性移位暫存記憶體，包括至少一磁性記憶軌，具有多個磁域當作多個磁性記憶胞。該磁性記 憶軌包含多個資料區域。每一資料區域具有多個磁性位元記憶胞，以在一靜止狀時分別儲存多個位元資料，以及在一移位態時暫存由相鄰的該資料區域所移入的該些位元資料的至少一個。其中在該些磁性位元記憶胞的資料，在一操作電流下，在相鄰二個資料區域之間移位。又、藉由多條磁性記憶軌構成一記憶體架構，利用操作電流以及讀取電路與寫入電路，達到存取資料的動作。
依照本發明的一實施例，於前述的磁性移位暫存記憶體中，例如更包括一讀取電路，設置在每一資料區域的一讀取位置，可以讀取被移位在該讀取位置的該磁性位元記憶胞的一位元資料。一寫入電路設置在每一資料區域的一寫入位置，可以寫入被移位在該寫入位置的該磁性位元記憶胞的一位元資料。
依照本發明的一實施例，於前述的磁性移位暫存記憶體中，例如每一資料區域中的讀取位置與寫入位置是在一邊緣位置。又更例如，讀取位置與寫入位置是在相同的一存取胞位置。
依照本發明的一實施例，於前述的磁性移位暫存記憶體中，例如磁性記憶軌的多個磁性位元記憶胞是直線分佈。
依照本發明的一實施例，於前述的磁性移位暫存記憶體中，例如磁性記憶軌的磁性位元記憶胞是彎曲分佈。
依照本發明的一實施例，於前述的磁性移位暫存記憶體中，例如磁性記憶軌是以該資料區域為單位摺疊彎曲。
依照本發明的一實施例，於前述的磁性移位暫存記憶 體中，例如每一資料區域有一摺疊彎曲。
依照本發明的一實施例，於前述的磁性移位暫存記憶體中，例如每一資料區域依照每一該磁性位元記憶胞為單位摺疊彎曲。
本發明提供一種磁性移位暫存記憶體架構，包括多條磁性記憶軌，每一該磁性記憶軌具有多個磁性位元記憶胞。每一磁性記憶軌具有多個資料區域，每一資料區域具有多個該些磁性位元記憶胞，以在一靜止狀時分別儲存多個位元資料，以及在一移位態時暫存由相鄰的該資料區域所移入的該些位元資料的至少一個。一電流驅動單元對所選取的磁性記憶軌施加一操作電流，以使一個該資料區域的該些磁性位元記憶胞移位到相鄰的一個該資料區域。一讀取電路單元在每一資料區域都有一讀取位置，以讀取所選定該資料區域所通過該讀取位置的磁性位元記憶胞的一位元資料。一寫入電路單元在每一資料區域都有一寫入位置，以寫入所選定該資料區域所通過該寫入位置的磁性位元記憶胞的一位元資料。
依照本發明的一實施例，於前述的磁性移位暫存記憶體架構中，例如每一資料區域中的讀取位置與寫入位置是在一邊緣位置，其更例如讀取位置與寫入位置是在相同的一存取胞位置。
依照本發明的一實施例，於前述的磁性移位暫存記憶體架構中，例如該些磁性記憶軌是直線平行分佈。
依照本發明的一實施例，於前述的磁性移位暫存記憶 體架構中，例如該磁性記憶軌的該些磁性位元記憶胞是彎曲分佈。
依照本發明的一實施例，於前述的磁性移位暫存記憶體架構中，例如磁性記憶軌是以該些資料區域為單位摺疊彎曲。
依照本發明的一實施例，於前述的磁性移位暫存記憶體架構中，例如每一資料區域具有一摺疊彎曲。
依照本發明的一實施例，於前述的磁性移位暫存記憶體架構中，例如每一資料區域依照每一磁性位元記憶胞為單位摺疊彎曲。
本發明提供一種磁性移位暫存記憶體的操作方法，可應用在磁性移位暫存記憶體。磁性移位暫存記憶體包括至少一條磁性記憶軌，具有多個磁性位元記憶胞；以及至少相鄰的一第一資料區域與一第二資料區域。該第一資料區域與該第二資料區域都有相等數量該些磁性位元記憶胞，該第一資料區在一靜止狀時分別儲存多個位元資料，以及在一移位態時暫存由該第二資料區域所移入的該些位元資料的至少一個。在該些磁性位元記憶胞的資料，在一操作電流下，在該至少二個資料區域之間相互移位。操作方法包括：施加在一第一方向的一第一脈衝電流，給選取的該磁性記憶軌。其中，一個脈衝產生移位一位元，以將該第一資料區域的多個儲存資料由一原始位置移位到該第二資料區域。一讀取步驟是對移位經過一讀取位置的該磁性位元記憶胞，讀取一位元資料。一寫入步驟是對移位經過一寫入 位置的該磁性位元記憶胞，寫入一位元資料。完成存取後，施加與該第一方向相反的一第二脈衝電流，使該第一資料區域與該第二資料區域移位回到該原始位置。
依照本發明的一實施例，於前述的磁性移位暫存記憶體的操作方法，例如設置每一資料區域中的該讀取位置與該寫入位置在一邊緣位置。
依照本發明的一實施例，於前述的磁性移位暫存記憶體的操作方法，例如設置讀取位置與寫入位置在相同的一存取胞位置。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
本發明提出一種有更高密度的磁性移位暫存記憶體，其藉由磁性位元暫存區(Reservoir Region)與鄰近位元儲存區(Storage Region)的共用，因此無須設置另外的磁性位元暫存區。如此可將記憶密度例如可以約提升兩倍。
本發明提出的高密度磁性移位暫存記憶體元件，例如是包含由磁性材料製作而成，且可供儲存資訊移動的軌道(Track)。此軌道包含多個資料儲暫區(Data Region)相鄰配置。此資料儲暫區可形成複數個磁區(Magnetic Domains)，可供靜止初始態時記錄位元資料(Bit Data)，並可供鄰近移位暫存記憶體元件(Adjacent Shift Register) 受電流作用移動(Current-Driven Domain Wall Motion)而移入的磁區資訊暫存之用。
以下提供多個實施例做為本發明的描述，但是本發明不僅限於所舉的多個實施例，且所舉多個實施例之間也可以相互結合。
圖4繪示依據本發明一實施例，磁性移位暫存記憶體的機制示意圖。參閱圖4，磁性移位暫存記憶體200，整體而言例如包括至少一條磁性記憶軌，以一磁性記憶軌為例，其上具有多個壁分隔出多個磁性位元的記憶胞250、300。此壁是利用刻痕(notch)來輔助達成。如此，在這些記憶胞中規畫出多個相鄰的資料區域，以二個資料區域(data region)500，502來說明，分別是由一預定數量的這些磁性位元記憶胞所構成，以分別儲存多個位元資料。於此實施例，例如以四個位元的資料為例。在這些磁性位元記憶胞的資料例如以磁化向量的方向記錄一位元資料。在磁性記憶軌上的記憶胞的資料，在一操作電流下會在相鄰的二個資料區域500、502之間移位。每個資料區域500例如也包括一讀取的位置(R)與一寫入的位置(W)，以存取被移位到對應位置的磁區的資料。較佳而言，讀取的位置(R)與寫入的位置(W)可以設置在資料區域的邊緣位置。又更例如是讀取的位置(R)與寫入的位置(W)，在相同的位置。
於本實施例可以看出，每一個資料區域500、502的記憶胞都是用來記錄資料，無需有暫存的區域。資料區域500例如可以被移位到資料區域502。圖5A-5C繪示依據 本發明一實施例，磁性移位暫存記憶體的操作機制示意圖。參閱圖5A，在一磁軌上，例如有三個資料區域500、502、504，每一個資料區域有6個位元的記錄資料。脈衝形式的操作電流450，又可稱為電流脈衝450，可以施加到磁軌以移位記憶胞250的資料。參與圖5B，當操作電流450啟動時，磁軌上的資料例如向右依序移位，會通過讀取位置(R)與寫入位置(W)，其有對應的驅動電路連接，做所需要的存取(access)操作。
於此實施例，如果資料區域504是在磁軌最邊緣處，則其資料會被移入一緩衝區域，這是可以了解的。另外，操作電流450可以反方向，將資料移回起始態(Quiescent state)的位置。操作電流的方向性可依定義的不同，一般而言，電子流的方向，及磁壁移動的作用方向，會與記憶胞250移動的方向一致。
參閱圖5C，經過一次的操作週期，資料區域500被移位到資料區域502，同時例如資料區域500的6個位元都通過讀取位置(R)而被讀出。如果欲改變資料也可藉由寫入電路將資料寫入。當完成存取操作後，在目前資料區域502的資料可以再被移位回到圖5A的狀態。
圖5A-5C的磁軌例如是以直線的方式配置，然而直線不是唯一的選擇。圖6繪示依據本發明一實施例，磁性移位暫存記憶體結構示意圖。參閱圖6，就空間的考量，磁軌是可以彎曲的分佈，以達到空間的利用，其中以垂直折疊方式為例，可以縮減磁軌的實際延伸長度。換句話說， 磁性移位暫存記憶體600的資料區域602、604是以記憶胞為單元折疊構成。此種磁性移位暫存記憶體的多個磁性位元記憶胞是藉由角度的變化達成磁矩固定(pinning)的作用。
圖7繪示依據本發明一實施例，磁性移位暫存記憶體結構示意圖。更進一步而言，磁性移位暫存記憶體600(圖未顯示)的資料區域602、604更可以在垂直的維度做更有效的摺疊。在圖7的左圖，其以資料區域602、604為單位摺疊彎曲。另外如左圖所示，也可以是每一個資料區域602、604都有一個摺疊彎曲。
換句話說，摺疊彎曲可以允許更多的空間使用。軌道上的磁區可以透過整個位元儲暫區，採用相同磁性材料，並搭配刻痕的製作，達成固定(pining)的功效。此外，軌道上的兩兩相鄰磁區，亦可以透過不同磁性材料依序的鍍製，例如NiFe-CoFe-NiFe-CoFe交替鍍製，達成固定的功效。圖7的左圖的讀取元件R/寫入元件W例如在上下兩個平面分別擺置一組，此實施例適合作為3D-IC之應用。圖7的右圖的讀取元件R/寫入元件W例如擺置在矽基板平面，軌道向上堆疊，並透過上層之連接，形成ㄇ型之位元儲暫區。這個結構可以增加儲存空間，為垂直型磁性移位暫存記憶體
圖8繪示依據本發明一實施例，磁性移位暫存記憶體架構示意圖。對於記憶體架構而言，其利如包括多條磁性 記憶軌，例如以平行排列配置。每一條磁性記憶軌800上有由多個磁性位元記憶胞，如磁化向量的箭頭所示。資料區域804是在每一條磁性記憶軌800上分別由一預定數量的磁性位元記憶胞所構成，以分別儲存多個位元資料。磁性記憶軌800又可簡稱為軌道800。
一電流驅動單元802，藉由寫入線WL0、WL1...對所選取的磁性記憶軌800，施加一操作電流，以使一個該資料區域804的磁性位元記憶胞移位到相鄰的一個該資料區域。一讀取電路單元，包括元件812與810的讀取電路，藉由在每一個該資料區域都有一讀取位置，以讀取所選定該資料區域所通過該讀取位置的該磁性位元記憶胞的一位元資料。一寫入電路單元，包括元件806，在每一個該資料區域都有一寫入位置，以寫入所選定該資料區域通所過該寫入位置的該磁性位元記憶胞的一位元資料。
就細部而言，以2x2的陣列為例來說明，可以由前述各種磁性移位暫存器實施例組合而成。以一組記憶細胞元(Shift register unit cell)804而言，其中包含前述的磁性移位暫存器，可以儲存許多個位元的記憶單元，其中讀取元件，例如磁性穿遂元件(MTJ)812，一端與軌道800相接，另一端與一個選擇電晶體810之汲極相接。此選擇電晶體810可以為NMOS或是PMOS，選擇電晶體的閘極與一條讀取字元線(RWL0)相接，該選擇電晶體的源極與一條讀取位元線(RBL0)相接，該讀取位元線在陣列周邊並與感 應放大器(Sense Amplifier)相接，可供讀取位元資訊之邏輯值。此磁性移位暫存器之中的寫入元件(Writer)，利用磁性金屬材料製作而成，連接成寫入位元線(WBL0)。鄰近的磁性移位暫存器之軌道彼此相連成字元線(WL0)，在讀取資料的時候，由字元線WL0通入由電流驅動單元802提供的正向或反向的電流脈衝(Current Pulse)，可以將此移位暫存器之位元資訊，依序通過寫入元件，暫存於右側的移位暫存器內，或將暫存於右側移位暫存器內的位元資訊，依序移回原先記憶狀態。同樣的，在寫入資料的時候，由字元線WL0通入正向的電流脈衝，將欲寫入的位元停留在寫入元件之處。此時在寫入位元線(WBL0)上可通入正向的電流(代表寫入資料0)，或是通入反向的電流(代表寫入資料1)，達成寫入資訊的目的。寫入位元線(WBL)同樣採用電流驅動磁壁移動(DWM)的方式，例如通入正向電流在WBL上，可以將方向一的漏磁場(Stray field)移到待寫資料處，可將軌道資料寫成0，同樣的，例如通入反向電流在WBL上，可以將另一方向的漏磁場移到待寫資料處，可將軌道資料寫成1。在寫完資料之後，在字元線WL0通入反方向的電流脈衝，可將所有位元資訊依序移回原先位置。
就實際的操作步驟例如，表一與表二的方式。表一是讀取操作，表二是寫入操作。
表一
於表一的讀取流程，T0為一個初始穩態(Quiescent state)，所有控制及訊號線均不啟動。我們以一般隨機存取記憶體的運作原理與定義，一個時間週期內，僅有一條字元線(WL,word line)會被啟動，而同時會有多條位元線(BL,bit line)運作或存取資料，此多條的位元線可代表資料I/O(input/output)數，或稱為字元長度大小(word length)。以一般的16位元記憶體為例，一個時間週期內，有1條字元線啟動，而同時可有16條位元線存取資料。在時間T1內，將讀取字元線RWL啟動，開啟與讀取元件MTJ連接的選擇電晶體，在字元線WL上通入正向電流脈衝，將儲存於位元儲暫區內的位元資料依序的移動到讀取元件處，此時在讀取位元線RBL上開啟感應放大器SA， 並讀取位元資料，而讀取過的位元資料，並依序的暫存到鄰近移位暫存器的位元儲暫區內。在時間T2，感應放大器關閉，讀取字元線RWL亦關閉，此時在字元線WL上通入反向的電流脈衝將暫存在鄰近位元儲暫區內的位元資訊依序的移動回原來的位置。時間T3時關閉所有的控制及訊號，回到與T0相同的初始穩態。
於表二的寫入流程，T0為一個初始穩態(Quiescent state)，所有控制及訊號線均不啟動。在時間T1內，讀取字元線RWL不啟動，此時在字元線WL上通入正向電流脈衝450，將儲存於位元儲暫區內的位元資料依序的移動到寫入元件處，在每一位元停留在寫入元件處時，依據欲寫入的資料之不同，在寫入位元線WBL上通入不同方向的電流脈衝，假設以欲寫入資料0時，在WBL上通入正向電流脈衝，將可改寫磁區成資料0的方向之漏磁場推入待寫區內，完成改寫磁區之寫入動作；同理，假設欲寫入資料1時，在WBL上通入反向電流脈衝，將可改寫磁區成資料1的方向之漏磁場推入待寫區內，完成改寫磁區之寫入動作。在時間T1週期內，每一個寫入過的位元資料，並依序的暫存到鄰近移位暫存器的位元儲暫區內。在時間T2時，在字元線WL上通入反向的電流脈衝，將暫存在鄰近位元儲暫區內的位元資訊依序的移動回原來的位置。時間T3時關閉所有的控制及訊號，所有資料儲存在與T0相同的位置。
換句話說，磁性移位暫存記憶體的操作方法，可應用在前述的磁性移位暫存記憶體。磁性移位暫存記憶體包括至少一條磁性記憶軌，有多個磁性位元記憶胞；以及至少相鄰的一第一資料區域與一第二資料區域，分別由一預定數量的該些磁性位元記憶胞所構成，以分別儲存多個位元資料，其中在該些磁性位元記憶胞的資料，在一操作電流下，在其至少二個資料區域之間相互移位。
操作方法包括施加在一第一方向的一第一脈衝電流，給選取的該磁性記憶軌。其中，一個脈衝產生移位一位元，以將該第一資料區域的多個儲存資料由一原始位置移位到該第二資料區域。一讀取步驟是對移位經過一讀取位置的該磁性位元記憶胞，讀取一位元資料。一寫入步驟是對移位經過一寫入位置的該磁性位元記憶胞，寫入一位元資料。完成存取後，施加與該第一方向相反的一第二脈衝電流，使該第一資料區域與該第二資料區域移位回到該原始位置。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
11‧‧‧軌道
15‧‧‧寫入元件
20‧‧‧讀取元件
25、30‧‧‧磁區
35‧‧‧位元儲存區
40‧‧‧位元暫存區
100‧‧‧記憶體元件
102、104‧‧‧磁區
106‧‧‧脈衝電流
108‧‧‧讀取電路
200、600‧‧‧磁性移位暫存記憶體
250、300‧‧‧記憶胞
450‧‧‧電流脈衝
500、502、504、602、604‧‧‧資料區域
800‧‧‧磁性記憶軌
802‧‧‧電流驅動單元
804‧‧‧資料區域
806‧‧‧元件
810、812‧‧‧元件
圖1A-1C繪示傳統磁性移位暫存記憶的操作示意圖。
圖2繪示圖1A~1C中的機制示意圖。
圖3繪示讀取的機制示意圖。
圖4繪示依據本發明一實施例，磁性移位暫存記憶體的機制示意圖。
圖5繪示5A-5C繪示依據本發明一實施例，磁性移位暫存記憶體的操作機制示意圖。
圖6繪示依據本發明一實施例，磁性移位暫存記憶體結構示意圖。
圖7繪示依據本發明一實施例，磁性移位暫存記憶體結構示意圖。
圖8繪示依據本發明一實施例，磁性移位暫存記憶體架構示意圖。
200‧‧‧磁性移位暫存記憶體
250、300‧‧‧記憶胞
500、502‧‧‧資料區域

Claims (19)

  1. 一種磁性移位暫存記憶體，包括：至少一條磁性記憶軌，有多個磁域當作多個磁性記憶胞，其中該磁性記憶軌包含：多個資料區域，每一資料區域具有多個磁性位元記憶胞，以在一靜止狀時分別儲存多個位元資料，以及在一移位態時暫存由相鄰的該資料區域所移入的該些位元資料的至少一個；其中在該些磁性位元記憶胞的資料，在一操作電流下，在相該鄰二個資料區域之間移位；一讀取電路，設置在每一個該資料區域的一讀取位置，可以讀取被移位在該讀取位置的該磁性位元記憶胞的一位元資料；以及一寫入電路，設置在每一個該資料區域的一寫入位置，可以寫入被移位在該寫入位置的該磁性位元記憶胞的一位元資料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之磁性移位暫存記憶體，其中每一個資料區域中的該讀取位置與該寫入位置是在一邊緣位置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之磁性移位暫存記憶體，其中該讀取位置與該寫入位置是在相同的一存取胞位置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之磁性移位暫存記憶 體，其中該磁性記憶軌的該些磁性位元記憶胞是直線分佈。
  5. 一種磁性移位暫存記憶體，包括：至少一條磁性記憶軌，有多個磁域當作多個磁性記憶胞，其中該磁性記憶軌包含：多個資料區域，每一資料區域具有多個磁性位元記憶胞，以在一靜止狀時分別儲存多個位元資料，以及在一移位態時暫存由相鄰的該資料區域所移入的該些位元資料的至少一個；及其中在該些磁性位元記憶胞的資料，在一操作電流下，在相該鄰二個資料區域之間移位，其中該磁性記憶軌的該些磁性位元記憶胞是彎曲分佈。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之磁性移位暫存記憶體，其中該磁性記憶軌是以該些資料區域為單位摺疊彎曲。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之磁性移位暫存記憶體，其中每一個資料區域有一個摺疊彎曲。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之磁性移位暫存記憶體，其中每一個資料區域依照每一個該磁性位元記憶胞為單位摺疊彎曲。
  9. 一種磁性移位暫存記憶體架構，包括：多條磁性記憶軌，每一磁性記憶軌具有多個磁性位元記憶胞；每一磁性記憶軌具有多個資料區域，每一資料區域具有多個磁性位元記憶胞，以在一靜止狀時分別儲存多個位 元資料，以及在一移位態時暫存由相鄰的該資料區域所移入的該些位元資料的至少一個；及一電流驅動單元，對所選取的該磁性記憶軌，施加一操作電流，以使一個該資料區域的該些磁性位元記憶胞移位到相鄰的一個該資料區域；一讀取電路單元，在每一個該資料區域都有一讀取位置，以讀取所選定該資料區域所通過該讀取位置的該磁性位元記憶胞的一位元資料；以及一寫入電路單元，在每一個該資料區域都有一寫入位置，以寫入所選定該資料區域通所過該寫入位置的該磁性位元記憶胞的一位元資料。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之磁性移位暫存記憶體架構，其中每一個資料區域中的該讀取位置與該寫入位置是在一邊緣位置。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之磁性移位暫存記憶體架構，其中該讀取位置與該寫入位置是在相同的一存取胞位置。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之磁性移位暫存記憶體架構，其中該些磁性記憶軌是直線平行分佈。
  13. 一種磁性移位暫存記憶體架構，包括：多條磁性記憶軌，每一磁性記憶軌具有多個磁性位元記憶胞；每一磁性記憶軌具有多個資料區域，每一資料區域具有多個磁性位元記憶胞，以在一靜止狀時分別儲存多個位 元資料，以及在一移位態時暫存由相鄰的該資料區域所移入的該些位元資料的至少一個；及一電流驅動單元，對所選取的該磁性記憶軌，施加一操作電流，以使一個該資料區域的該些磁性位元記憶胞移位到相鄰的一個該資料區域；一讀取電路單元，在每一個該資料區域都有一讀取位置，以讀取所選定該資料區域所通過該讀取位置的該磁性位元記憶胞的一位元資料；以及一寫入電路單元，在每一個該資料區域都有一寫入位置，以寫入所選定該資料區域通所過該寫入位置的該磁性位元記憶胞的一位元資料，其中該磁性記憶軌的該些磁性位元記憶胞是彎曲分佈。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之磁性移位暫存記憶體架構，其中該磁性記憶軌是以該些資料區域為單位摺疊彎曲。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之磁性移位暫存記憶體架構，其中每一個該資料區域有一個摺疊彎曲。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之磁性移位暫存記憶體架構，其中每一個該資料區域依照每一個該磁性位元記憶胞為單位摺疊彎曲。
  17. 一種磁性移位暫存記憶體的操作方法，其中該磁性移位暫存記憶體包括：至少一磁性記憶軌，具有多個磁性位元記憶胞；以及至少相鄰的一第一資料區域與一第二資 料區域，該第一資料區域與該第二資料區域都有相等數量該些磁性位元記憶胞，該第一資料區在一靜止狀時分別儲存多個位元資料，以及在一移位態時暫存由該第二資料區域所移入的該些位元資料的至少一個，其中在該些磁性位元記憶胞的資料，在一操作電流下，在該至少二個資料區域之間相互移位，該操作方法包括：施加在一第一方向的一第一脈衝電流，給該磁性記憶軌，其中一次的脈衝產生移位一位元，以將該第一資料區域的多個儲存資料由一原始位置移位到該第二資料區域；一讀取步驟，對移位經過一讀取位置的該磁性位元記憶胞，讀取一位元資料；一寫入步驟，對移位經過一寫入位置的該磁性位元記憶胞，寫入一位元資料；以及施加與該第一方向相反的一第二脈衝電流，使該第一資料區域與該第二資料區域移位回到該原始位置。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之磁性移位暫存記憶體的操作方法，其中設置每一個資料區域中的該讀取位置與該寫入位置在一邊緣位置。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之磁性移位暫存記憶體的操作方法，其中設置該讀取位置與該寫入位置在相同的一存取胞位置。
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