211service.com
IBM mēģina no jauna izgudrot atmiņu
Jauna, uz nanovadiem balstīta atmiņas ierīce, ko izstrādā IBM pētnieki, varētu apvienot dažādu mūsdienās izmantoto atmiņas veidu labākās īpašības, samazinot izmaksas un uzlabojot veiktspēju. Ja eksperimentālā atmiņa izplešas — un darbs joprojām ir ļoti agrīnā attīstības stadijā — tā varētu kalpot kā universāla atmiņa, aizstājot dažādus tagad izmantotos veidus.
Nanovadu atmiņa: Magnētiskais nanovads (plāna līnija augšpusē), kas izgatavots no dzelzs un niķeļa, ir izstiepts starp elektriskajiem kontaktiem, lai pārbaudītu īpašības, kas varētu radīt labākas atmiņas ierīces. Ierīce saglabā bitus domēna sienu veidā (parādīts apakšā), kas ir apgabali, kur satiekas divi nanovada magnētiskie reģioni.
Stjuarts Pārkins , IBM eksperimentālais fiziķis Almadenas pētniecības centrs , Sanhosē, Kalifornijā, saka, ka atmiņa, kas vienā nanovadā saturētu simts bitu datu, potenciāli varētu uzglabāt 10 līdz 100 reizes vairāk datu nekā zibspuldze — tāda veida atmiņa, ko izmanto digitālajās kamerās un citās mazās pārnēsājamās ierīcēs. – strādājot ar daudz lielāku ātrumu. Un, tā kā tā ir cietvielu atmiņa, tā būtu daudz izturīgāka nekā magnētiskie cietie diski, kuriem datu lasīšanai un rakstīšanai ir nepieciešamas mehāniskas ierīces. Principā mēs varētu būt lētāki, nekā būtu zibspuldze, blīvāki nekā būtu zibspuldze, un daudzkārt ātrāki, saka Parkins. Un nav nodiluma mehānisma, tāpēc tas ir pilnīgi uzticams.
Pārkins saka, ka tam visam vajadzētu būt iespējamam, izmantojot jaunus ieskatus magnētisko materiālu nanomēroga uzvedībā un šo materiālu elektroniskajās strāvās, kas paver ceļu uz daudzu datu bitu glabāšanu vienā nanovadā. Parkins ir demonstrējis jaunā tipa atmiņas pamatelementus, taču vēl nav uzbūvējis pilnīgu prototipu.
Lai gan tas ir izstrādes sākumā, pētījums ir piesaistījis uzmanību, jo Parkins ir guvis lielus sasniegumus magnētiskās atmiņas jomā. Viņa agrākie atklājumi un izgudrojumi ir noveduši pie magnētisko cieto disku uzglabāšanas blīvuma tūkstoškārtīga pieauguma, paverot ceļu masveida datu glabāšanas centriem, kas ir būtiski mūsdienu internetam, kā arī padarot iespējamu milzīgo pārnēsājamo ierīču, piemēram, uzglabāšanas ietilpību. kā iPod. Jaunajās atmiņas ierīcēs būtu apvienotas trīs mūsdienās plaši izmantoto atmiņas veidu priekšrocības — cietie diski, zibatmiņas diski un dinamiskā brīvpiekļuves atmiņa (DRAM), vienlaikus izvairoties no daudziem to trūkumiem. Tāpat kā cietie diski, kas ir lētākais atmiņas veids, Parkin piedāvātās ierīces glabātu datu bitus magnētiskā datu nesējā. Bet atšķirībā no cietajiem diskiem, tiem nav nepieciešama mobilā galva un griežami diski, lai lasītu un rakstītu šos bitus. Patiešām, tajā nebūtu mehānisku detaļu, padarot Parkina atmiņu daudz izturīgāku par cieto disku: nerastos risks, ka lasīšanas-rakstīšanas galviņa ietriektos magnētiskajā datu nesējā un iznīcinātu datus.
Multivide
Skatiet divas iespējamās jauna veida atmiņas konfigurācijas.
Parkina atmiņai būtu arī priekšrocības salīdzinājumā ar parasto cietvielu atmiņu, piemēram, DRAM un zibatmiņu. Atšķirībā no DRAM, jaunajai atmiņai datu uzglabāšanai nav nepieciešama nepārtraukta enerģijas padeve. Zibatmiņai ir arī šī priekšrocība salīdzinājumā ar DRAM: tā var uzglabāt datus bez strāvas. Bet tas ir lēns. Pārkins saka, ka jaunā atmiņa varētu būt daudz ātrāka nekā zibspuldze, pat konkurējot ar DRAM ātrumu.
Ierīces varētu būt arī kompaktākas un lētākas nekā parastā cietvielu atmiņa. Tie atgādinātu šādu atmiņu, jo tie izmantotu miljoniem cieši iesaiņotu lasīšanas-rakstīšanas ierīču, kas ir sakārtotas režģī uz atmiņas mikroshēmas, nevis dažas lasīšanas-rakstīšanas galviņas, ko izmanto cietajos diskos. Bet atšķirībā no parastās cietvielu atmiņas, kurā katra lasīšanas un rakstīšanas ierīce var saglabāt no viena līdz četriem bitiem, katrs būtu savienots pārī ar nanovadu, kurā var saglabāt no 10 līdz 100 bitiem. Šie biti tiktu ātri pārvietoti pa nanovada garumu, virzīti ar elektroniskiem impulsiem, pēc tam nolasīti vai ierakstīti vienā nanovada punktā.
Mazāka lasīšanas un rakstīšanas galviņu izmantošana uz bitu ir kompaktāka nekā parastā cietvielu atmiņa. Tas jo īpaši attiecas uz gadījumiem, kad nanovadi ir orientēti perpendikulāri mikroshēmas virsmai tā, ka tie aug vertikāli no virsmas, vai tiek novietoti mikroshēmā izgrieztās iedobēs. Šajā gadījumā 100 biti var tikt saglabāti tajā pašā apgabalā, kur viens bits parastajā ierīcē. Šis izkārtojums ir galvenais, lai padarītu atmiņu blīvāku un arī lētāku.
Tehnoloģijai ļoti svarīgi ir atrast veidu, kā pārvietot uzgaļus nanovada garumā. Parkina atmiņā informācijas biti tiktu saglabāti, izveidojot vai noņemot magnētiskās robežas, ko sauc par domēna sienām magnētiskajos nanovados. Šie domēna sienas biti rada atšķirīgus magnētiskos laukus, kurus var nolasīt ar parastajām ierīcēm. Pētnieki jau sen ir zinājuši, ka šīs sienas var pārvietot, izmantojot magnētiskos laukus, bet sienas pārvietotos vienā virzienā, iznīcinot viena otru. Galvenais, lai ierīce darbotos, bija atklājums, ka elektroniskās strāvas magnētiskajos materiālos var pārvietot šīs sienas pa nanovadu un pārvietot tās visas vienā virzienā. Tas ļauj pārvietot bitus, lai tos nolasītu ar atsevišķām lasīšanas un rakstīšanas ierīcēm.
Pirms šādas atmiņas ierīces nonāks veikalu plauktos, ir jāatrisina pāris problēmas. Pirmkārt, domēna sienu pārvietošanai nepieciešamā strāva ir pārāk augsta, lai tā būtu praktiska. Parkins saka, ka viņš šajā jomā gūst panākumus, jo atklājis, ka strāvu var samazināt, pielāgojot īsu uzliesmojumu biežumu. Viņš arī strādā ar jauniem materiāliem, kuriem var būt nepieciešams mazāk strāvas.
Otrs izaicinājums ir iegūt labāku izpratni par domēna sienu uzvedību. Piemēram, nav skaidrs, kā nanovadu defekti var ietekmēt to uzvedību vai cik cieši var atrasties domēna sienas. Atbildes uz šiem jautājumiem var noteikt, cik daudz blīvāka būs atmiņa, saka Stjuarts Volfs , Virdžīnijas universitātes materiālu zinātnes un inženierzinātņu profesors. Vilks arī atzīmē, ka būs grūti sasniegt DRAM ātrumu, jo būs zināma kavēšanās, kas saistīta ar domēna sienu pārvietošanu pa nanovadu.
Pētnieki, iespējams, sāks ar vienkāršu tehnoloģijas versiju, kurā nanovadi ir izvietoti horizontāli uz mikroshēmas, nevis vertikāli. Tas joprojām ļaus atmiņas mikroshēmām būt tikpat blīvām kā zibatmiņai, taču tām būs daudz ātrāka veiktspēja un lielāka uzticamība nekā zibatmiņa. Ja tas izdosies, tas attaisnotu vairāk naudas tērēšanu vēl kompaktākām ierīcēm, kurās izmanto vertikālus nanovadus, saka Parkins.