Молекулярна пам'ять: в MIT хочуть сконструювати принципово нові молекули на основі графену
Модулі флеш-пам'яті вже багато років здаються офісним працівникам, які не бажають зберігати інформацію в «веб-хмарах», незамінною річчю. SSD-накопичувачі поступово витісняють традиційні жорсткі диски. Але що замінить саму флеш-пам'ять?
Сьогодні дослідження в області пам'яті йдуть як мінімум в п'яти перспективних напрямках.
Спрощена схема магніторезистивної осередки пам'яті
Наприклад, магніторезистивну пам'ять. тип пам'яті, в якому зберігання інформації визначає ступінь намагніченості окремих елементів мікросхеми. На цю технологію покладають великі надії: передбачається, що через кілька років по популярності вона обганяє всі використовувані сьогодні типи пам'яті. Причин тому кілька: вона швидше і стабільніше flash, не вимагає постійної напруги, як RAM.
Принцип дії дуже схожий на той, що в жорстких дисках, Напрямок намагніченості окремої комірки змінює її опір, яке нескладно виміряти, пропустивши через осередок струм. Таким чином можна визначити, які дані на ній записані. Від HDD є одна важлива відмінність: доступ до осередків проводиться не за допомогою спеціальної голівки, а прямою подачею струму. Це прискорює доступ до пам'яті в мільйон разів!
Продажі чіпів MRAM вже ведуться, але масштабного вторгнення нової технології на ринок заважає максимальний обсяг пам'яті, обмежений розміром (поки) в 64 Мб. Доопрацюванням і удосконаленням технології займаються мастодонти Samsung і Toshiba.
Спінтронних пам'ять зберігає дані за допомогою так званих спинив. Під цим терміном розуміють квантову характеристику, яка є у більшості елементарних частинок, і позначає магнітний момент. Спін нейтрона, протона або електрона зазвичай дорівнює ½ або -½. Для того щоб перетворити ці фізичні особливості частинок в пам'ять, потрібно тільки навчитися виставляти спини окремих частинок і списувати їх. Ну, і подбати про те, щоб спін не змінювався сам по собі під впливом теплового руху або інших факторів зовнішнього середовища.
Спінтронних пам'ять використовує магнітний момент (спін) елементарних частинок, поки мова йде тільки про наукові експерименти.
Вчені вже навчилися створювати струм з певною орієнтацією спина і фільтрувати електрони зі спіном, відмінним від заданого. Підрахувати потрібні електрони з заданим спіном можна за допомогою спеціального фільтра. Поки мова йде тільки про наукові експерименти, які проводяться в умовах абсолютного нуля і з магнітним полем величезної сили.
Дослідження продовжує компанія IBM. Правда, терміни появи такої пам'яті ніхто не називає.
Ємність накопичувача нового типу вражає: в одному грамі цієї речовини може зберігатися до 455 мільярдів гігабайт даних. Стільки, наприклад, вміщує 100 млрд. DVD-дисків. Ще один плюс - висока ступінь надійності збереження даних. ДНК може зберігати доступну для зчитування за допомогою спеціальних приладів інформацію протягом декількох тисяч років.
Є перспективні технології і в області створення молекулярної пам'яті. Вчені з MIT пропонують зберігати інформацію прямо в молекулах. Нуль або одиницю в такій пам'яті можна створити, зорієнтувавши молекули в певному напрямку за допомогою магнітного поля. Зниження ж розміру осередку до однієї молекули збільшить щільність пам'яті до якихось неймовірних значень.
Поки, правда, при створенні такого роду пам'яті є одна проблема: окремі молекули часто нестійкі через теплового руху. Для того щоб вони зберігали інформацію, їх потрібно постійно охолоджувати. Але в MIT хочуть сконструювати принципово нові молекули на основі графену.
Графен може стати заміною ДНК в якості зберігача інформації.
Ще одна перспективна технологія - голографічні диски. Власне, вона стала відома вченим ще в 1970-х рр і в даний час постійно допрацьовується. Запис голограми відбувається під час комбінації двох лазерних променів: один з них несе інформацію, а інший є опорним, допоміжним. Накладаючись один на одного, світлові хвилі двох лазерів створюють просторову картину всередині запам'ятовує шару, що володіє фотографічною пам'яттю. Щоб відновити дані, потрібно направити промінь опорного лазера на спеціальний фотографічний шар.
Основна проблема - підібрати надійний полімер для фотографічного шару, щоб він міг зберігати інформацію довго і не був чутливий до зовнішнього середовища. Ближче всіх до його пошуку підійшла компанія InPhase Technologies.