211service.com
IBM bando iš naujo išradinėti atmintį
Naujas nanolaidų atminties įrenginys, kurį kuria IBM mokslininkai, galėtų sujungti geriausias įvairių šiandien naudojamų atminties tipų savybes, sumažinti išlaidas ir pagerinti našumą. Jei eksperimentinė atmintis išsisklaidys – o darbas vis dar yra labai ankstyvoje kūrimo stadijoje – ji galėtų būti universali atmintis, pakeisianti skirtingus dabar naudojamus tipus.
Nanolaidinė atmintis: Magnetinis nanolaidelis (plona linija viršuje), pagamintas iš geležies ir nikelio, yra ištemptas tarp elektrinių kontaktų, kad būtų patikrintos savybės, dėl kurių gali būti geresni atminties įrenginiai. Įrenginys saugo bitus domeno sienelių pavidalu (parodyta apačioje), kurios yra sritys, kuriose susitinka dvi nanolaidelio magnetinės sritys.
Stiuartas Parkinas , IBM eksperimentinis fizikas Almadeno tyrimų centras , San Chosė, Kalifornijoje, teigia, kad atmintis, kuri sutalpintų šimtą bitų duomenų viename nanolaidelyje, galėtų saugoti 10–100 kartų daugiau duomenų nei „flash“ – tokia atmintis naudojama skaitmeniniuose fotoaparatuose ir kituose mažuose nešiojamuose įrenginiuose. – dirbant daug didesniu greičiu. Kadangi tai kietojo kūno atmintis, ji būtų daug tvirtesnė nei magnetiniai standieji diskai, kuriems duomenims nuskaityti ir rašyti reikalingi mechaniniai įrenginiai. Iš principo galėtume būti pigesni nei blykstė, tankesni nei blykstė ir daugmaž greitesni, sako Parkinas. Ir nėra susidėvėjimo mechanizmo, todėl jis yra visiškai patikimas.
Parkinas sako, kad visa tai turėtų būti įmanoma pritaikius naujas įžvalgas apie magnetinių medžiagų nanoskalės elgseną ir elektronines sroves šiose medžiagose, kurios atveria kelią daugelio duomenų bitų saugojimui viename nanolaidelyje. Parkinas pademonstravo pagrindinius naujo tipo atminties elementus, bet dar nesukūrė viso prototipo.
Nors šis tyrimas yra ankstyvas, jis patraukė dėmesį, nes Parkinas pasiekė didelių magnetinės atminties proveržių. Ankstesni jo atradimai ir išradimai lėmė tūkstantį kartų didesnį magnetinių standžiųjų diskų saugojimo tankį, atveriant kelią didžiuliams duomenų saugojimo centrams, itin svarbiems šiandieniniam internetui, ir suteikiant galimybę turėti didžiulę nešiojamųjų įrenginių, pvz. kaip iPod. Naujieji atminties įrenginiai apjungtų trijų šiandien plačiai naudojamų atminties tipų – standžiųjų diskų, „flash drives“ ir dinaminės laisvosios kreipties atminties (DRAM) – privalumus, kartu išvengiant daugelio jų trūkumų. Kaip ir kietieji diskai, kurie yra pigiausia atminties forma, Parkin siūlomi įrenginiai saugos duomenų bitus magnetinėje laikmenoje. Tačiau skirtingai nuo standžiųjų diskų, šiems bitams nuskaityti ir įrašyti nereikės mobilios galvutės ir besisukančių diskų. Iš tiesų, nebūtų jokių mechaninių dalių, todėl Parkino atmintis būtų daug tvirtesnė nei kietasis diskas: nekiltų pavojaus, kad skaitymo ir rašymo galvutė atsitrenks į magnetinę laikmeną ir sugadins duomenis.
Multimedija
Peržiūrėkite dvi galimas naujo tipo atminties konfigūracijas.
Parkino atmintis taip pat turėtų pranašumų, palyginti su įprastine kietojo kūno atmintimi, tokia kaip DRAM ir blykstė. Kitaip nei DRAM, naujajai atmintis nereikės nuolatinio energijos tiekimo duomenims saugoti. „Flash“ atmintis taip pat turi šį pranašumą prieš DRAM: ji gali saugoti duomenis be maitinimo. Bet tai lėta. Parkinas sako, kad naujoji atmintis gali būti daug kartų greitesnė nei blykstė ir netgi konkuruoti su DRAM greičiu.
Įrenginiai taip pat galėtų būti kompaktiškesni ir pigesni nei įprastinė kietojo kūno atmintis. Jie būtų panašūs į tokią atmintį, nes naudotų milijonus sandariai supakuotų skaitymo ir rašymo įrenginių, išdėstytų tinklelyje ant atminties lusto, o ne kelias skaitymo ir rašymo galvutes, naudojamas standžiuosiuose diskuose. Tačiau skirtingai nei įprastoje kietojo kūno atmintyje, kurioje kiekvienas skaitymo ir rašymo įrenginys gali saugoti nuo vieno iki keturių bitų, kiekvienas būtų suporuotas su nanolaidu, kuris gali saugoti nuo 10 iki 100 bitų. Šie bitai būtų greitai perkeliami išilgai nanolaido ilgio, varomi elektroniniais impulsais, tada nuskaitomi arba įrašomi viename nanolaidelio taške.
Naudoti mažiau skaitymo ir rašymo galvučių vienam bitui yra kompaktiškesnis išdėstymas nei įprastinė kietojo kūno atmintis. Tai ypač pasakytina apie tuos atvejus, kai nanolaideliai yra nukreipti statmenai lusto paviršiui taip, kad išaugtų vertikaliai nuo paviršiaus, arba nusodinami į lustoje išpjautas duobutes. Tokiu atveju 100 bitų gali būti saugomi toje pačioje srityje kaip ir vienas bitas įprastame įrenginyje. Šis išdėstymas yra labai svarbus norint padaryti atmintį tankesnę ir pigesnę.
Šiai technologijai labai svarbu rasti būdą, kaip perkelti bitus išilgai nanolaido ilgio. Parkino atmintyje informacijos bitai būtų saugomi sukuriant arba pašalinant magnetines ribas, vadinamas domeno sienelėmis magnetiniuose nanolaideliuose. Šie domeno sienos bitai sukuria išskirtinius magnetinius laukus, kuriuos galima nuskaityti naudojant įprastinius įrenginius. Tyrėjai jau seniai žinojo, kad šias sienas galima perkelti naudojant magnetinius laukus, tačiau sienos judėtų ta pačia kryptimi, naikindamos viena kitą. Svarbiausia, kad prietaisas veiktų, buvo atradimas, kad elektroninės srovės magnetinėse medžiagose gali perkelti šias sienas išilgai nanolaido ir visas jas perkelti ta pačia kryptimi. Tai leidžia perkelti bitus, kad juos būtų galima nuskaityti atskirais skaitymo ir rašymo įrenginiais.
Kol tokie atminties įrenginiai atsidurs parduotuvių lentynose, reikia išspręsti keletą problemų. Pirma, srovė, reikalinga domeno sienoms perkelti, yra per didelė, kad būtų praktiška. Parkinas teigia, kad jis daro pažangą šioje srityje, nes atrado, kad srovę galima sumažinti koreguojant trumpų sprogimų dažnį. Jis taip pat dirba su naujomis medžiagomis, kurioms gali prireikti mažiau srovės.
Antrasis iššūkis yra geriau suprasti domeno sienų elgesį. Pavyzdžiui, neaišku, kaip nanolaidų defektai gali paveikti jų elgesį arba kaip arti domeno sienos gali būti išdėstytos. Atsakymai į šiuos klausimus gali nulemti, kiek tankesnė bus atmintis, sako Stiuartas Vilkas , Virdžinijos universiteto medžiagų mokslo ir inžinerijos profesorius. Vilkas taip pat pažymi, kad bus sunku pasiekti DRAM greitį, nes domeno sienelių perkėlimas išilgai nanolaido šiek tiek užtruks.
Tyrėjai tikriausiai pradės nuo paprastos technologijos versijos, kurioje nanolaidai yra išdėstyti horizontaliai ant lusto, o ne vertikaliai. Tai vis tiek leis atminties lustams būti maždaug tokio pat tankio kaip „flash“ atmintis, tačiau jų veikimas bus daug greitesnis ir patikimesnis nei „flash“. Jei tai pavyks, būtų pateisinama išleisti daugiau pinigų dar kompaktiškesniems įrenginiams, naudojantiems vertikalius nanolaidus, sako Parkinas.