ทุกคนที่เป็นเจ้าของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล โทรศัพท์มือถือแบบสมาร์ทโฟน แท็บเล็ต จนกระทั่งซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ต่างมีความต้องการที่เป็นสากลอยู่สองประการ นั่นคือ อุปกรณ์เหล่านั้นต้องมีราคาถูก ซื้อหาได้ง่ายโดยไม่ต้องคิดอะไรมาก และประการที่สองคือ ประสิทธิภาพของอุปกรณ์เหล่านั้นจะต้องอยู่ในระดับสูง คุ้มค่า หรือเหนือกว่าคุณค่าเงินที่ได้ใช้จ่ายไป

วิศวกรในวงการคอมพิวเตอร์พยายามอย่างหนักมาโดยตลอดในการคิดค้นและพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ๆสำหรับการผลิตชิ้นส่วนคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ตอบสนองความต้องการได้ตรงใจผู้บริโภค รวมทั้งการพัฒนาหน่วยความจำแบบ “สนามแข่ง” หรือ Racetrack Memory โดยบริษัทอินเตอร์เนชั่นแนล บิสิเนส แมชีเนอรี จำกัด หรือ ที่รู้จักกันดีในชื่อ “ไอบีเอ็ม” ยักษ์ใหญ่สีฟ้าผู้พัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (พีซี) และทำการตลาดจนคนทั่วโลกต่างต้องมีไว้เป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านที่สำคัญชิ้นหนึ่ง ตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 1980 เป็นต้นมา

ไอบีเอ็ม ยังมีชื่อเสียงในฐานะผู้ผลิตคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ ตั้งแต่เวิร์ค สเตชั่น จนถึงซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ทั้งยังเป็นเจ้าของเทคโนโลยีต่างๆ ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับการผลิตคอมพิวเตอร์ และ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ

เมื่อปี 2008 ไอบีเอ็มได้ประกาศวิสัยทัศน์ของบริษัทในการผลิต Racetrack Memory ที่จะรวบรวมเอาคุณสมบัติของ ฮาร์ดดิสก์ (Harddisk) เข้าไว้ในชิปเล็กๆ ที่ใช้โลหะขนาดนาโนเป็นหน่วยสำรองข้อมูล แทนที่จะเป็นจานแม่เหล็กหมุนที่ใช้มอเตอร์ขับเคลื่อนให้ร่องข้อมูล กับเข็มหัวอ่านมาอยู่ตรงกันเพื่อที่จะอ่าน หรือเขียนข้อมูลลงไปบนจานแม่เหล็ก โดยใช้การเปลี่ยนคุณสมบัติของขั้วแม่เหล็กในพื้นที่นั้นๆในการสำรองข้อมูลดิจิทัลที่มีสัญลักษณ์ 0 หรือ 1 เข้าไป หรือออกจากพื้นที่เก็บข้อมูลนั้นๆ

แต่ด้วย Racetrack Memory การสำรองข้อมูลจะเกิดขึ้นบนแท่ง หรือลวดโลหะขนาดเล็กระดับนาโนเมตร ที่มีคุณสมบัติของการเป็นแม่เหล็กในการสำรองข้อมูล “บิต” ที่แทนด้วยเลข 0 หรือ 1 ในพื้นที่เล็กๆ เหล่านั้น ทำให้การทำงานของหน่วยความจำแบบนี้รวดเร็วกว่า แต่มีความจุได้มากกว่าฮาร์ดดิสก์แบบจานหมุนที่เผชิญกับทางตันในปัจจุบัน เพราะผู้ผลิตไม่สามารถเพิ่มความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กบนจานหมุนได้มากไปกว่านี้อีกแล้ว

การเขียนข้อมูลบน Racetrack Memory จะใช้การเปลี่ยนกระแสแม่เหล็กในจุดที่ต้องการเก็บข้อมูล และ การอ่านข้อมูลจะใช้วิธีตรงกันข้าม

ก่อนหน้านี้นักวิจัยของไอบีเอ็มได้ใช้วิธีการสร้างลวดนาโนบนแผ่นซิลิกอนเวเฟอร์ โดยเครื่องจักรที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ แต่ก็ไม่สามารถรวมเอาแผงวงจรทั้งหมดของหน่วยความจำมาอยู่บนแผงวงจรเดียวกันได้ทั้งหมด ทำให้วิศวกรต้องออกแบบให้ส่วนต่างๆ ของหน่วยความจำ Racetrack Memory เชื่อมโยงกันด้วยลวดนาโนขนาดเล็ก แต่เมื่อเร็วๆ นี้ สต็วร์ท พาร์กิน หัวหน้านักวิจัยแห่งห้องปฏิบัติการของไอบีเอ็มในเมืองอัลเมดิน รัฐแคลิฟอร์เนีย ได้ประกาศความสำเร็จในการรวมแผงวงจรทั้งหมดของ Racetrack Memory เข้าไว้บนแผงวงจรเดียวกัน ภายในชิปซิลิกอนตัวเดียวกัน โดยได้ผลิตชิปต้นแบบออกมาเป็นผลสำเร็จ

ยิ่งไปกว่านั้นการผลิตชิปต้นแบบของทีมงานไอบีเอ็มที่เกิดขึ้นในห้องปฏิบัติการในนครนิวยอร์ก ได้ใช้กระบวนการผลิต เครื่องจักร และเทคนิคเดียวกับการผลิต CMOS หรือ Complementary Metal-Oxide Semiconductor ที่หมายถึงชิปหน่วยความจำรูปแบบหนึ่ง ที่สามารถสำรองข้อมูลโดยมีไฟหรือไม่มีไฟเลี้ยงตลอดเวลาได้ ซึ่งเป็นเทคนิคเดียวกันกับที่ผู้ผลิตชิปประมวลผล (Processors) และชิปประเภทอื่น ใช้ในการผลิตสินค้าของตน

นั่นหมายความว่าหน่วยความจำ Racetrack Memory ของไอบีเอ็มนั้นสามารถใช้กระบวนการและเครื่องจักรที่ใช้ในการผลิตชิปชนิดต่างๆ ที่มีอยู่ในการผลิตชิปหน่วยเก็บข้อมูลความเร็วสูงรุ่นใหม่นี้ขึ้นมาได้ และหมายความว่าการผลิตเพื่อจำหน่ายในตลาดจะเป็นความฝันที่อยู่ไม่ไกลอีกต่อไป

เทคนิคในการผลิตก็ไม่ซับซ้อน เพียงสร้างลวดนาโนความยาว 10 ไมโครเมตร กว้าง 150 นาโนเมตร และหนา 20 นาโนเมตร เชื่อมต่อกันด้วยวงจรนำอิเล็กตรอนไปยังกลไกควอนตัมที่จะ “หมุน” เพื่อเขียนข้อมูลลงบนลวดนาโน และอีกด้านหนึ่งจะมีชั้นลวดนาโนที่ทำหน้าที่อ่านข้อมูลเท่านั้น

พาร์กิน ยังได้เปิดเผยด้วยว่าเป้าหมายของทีมงานไม่ได้อยู่ที่การสร้างส่วนเก็บข้อมูลที่มีความหนาแน่นสูง แต่เป็นการเพิ่มชั้นของส่วนเก็บข้อมูลเข้าไปในชิปให้ได้มากขึ้น โดยทีมงานกำลังพัฒนาเทคนิคที่ช่วยเพิ่มลวดนาโนเข้าไปในในส่วนเก็บข้อมูลให้ได้มากขึ้น และ พบว่าการใช้วัสดุที่เป็นโลหะต่างชนิดกันในส่วนเก็บข้อมูลจะทำให้ความคิดในการเพิ่มชั้นของลวดเก็บข้อมูลได้มากขึ้น โดยไม่กระทบกระเทือนสนามแม่เหล็กที่ใช้ในส่วนเก็บข้อมูลนั้นๆ

สำหรับ Racetrack Memory ต้นแบบนั้น ทีมงานได้ใช้โลหะผสมนิเกิล-เหล็กในการผลิตขึ้นมา โดยโลหะชนิดนี้ได้ชื่อว่าเป็นวัสดุแม่เหล็กอ่อน เพราะสามารถกลายเป็นแม่เหล็ก และคลายสภาพการเป็นแม่เหล็กได้โดยใช้แหล่งสนามแม่เหล็กภายนอก

พาร์กินและทีมงานได้ทดลองใช้วัสดุอื่นที่เป็นวัสดุแม่เหล็กแข็งที่มีคุณสมบัติในการเป็นแม่เหล็กจากการสร้างสภาพ “ผลึก” ในโครงสร้างถาวร และนั่นทำให้วัสดุชนิดนี้คลายสภาพความเป็นแม่เหล็กได้ยาก เข้ามาใช้รวมกับวัสดุแม่เหล็กอ่อน และพบว่าการใช้วัสดุที่แตกต่างกันนั้น สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการอ่านข้อมูลได้ดีขึ้นมาก

การที่ Racetrack Memory ของไอบีเอ็มนั้นสามารถสร้างขึ้นโดยใช้เทคนิคง่ายๆ ไม่ซับซ้อน ทั้งยังมีประสิทธิภาพในการทำงานได้อย่างรวดเร็ว เมื่อเทียบกับฮาร์ดดิสก์ แบบจานหมุนแบบเดิม เพราะ Racetrack Memory จะใช้การไหลของกระแสอิเล็กตรอนในสนามแม่เหล็ก แทนการเปลี่ยนสภาพแม่เหล็กทางกายภาพโดยใช้หัวอ่านเขียนแบบเดียวกับที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน นั่นหมายความว่าความฝันที่จะได้ใช้คอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น โดยการใช้หน่วยความจำแบบนี้ จะไม่ไกลเกินไปจากความเป็นจริงอีกต่อไป