211service.com
Terabaitu krātuve mobilajiem tālruņiem
Jauna veida atmiņas tehnoloģija var novest pie īkšķa diskdziņiem vai digitālo kameru atmiņas kartēm, kas glabā terabaitu informācijas — vairāk nekā vairums cieto disku mūsdienās. Pirmie jaunās tehnoloģijas piemēri, kas arī varētu samazināt enerģijas patēriņu par vairāk nekā 99 procentiem, varētu nonākt tirgū 18 mēnešu laikā.
Mazlietiņas: Vara vadi vīrusu izmēra, piemēram, šeit parādītie, varētu būt atslēga jauna veida atmiņas mikroshēmai.
Tā ir radikāli jauna tehnoloģija, saka Maikls Kozickis, Arizonas štata universitātes elektroinženieru profesors, kura grupa ir viena no vairākām, kas strādā pie jaunās atmiņas versijas. Ja tas patiešām darbojas tik labi, kā visi domā, tas varētu patiesi mainīt atmiņas un uzglabāšanas nozari.
Jaunais atmiņas veids, ko sauc par programmējamo metalizācijas šūnu (PMC) atmiņu vai nanojonu atmiņu, ir izstrādāts Arizonas štata universitātē un tādos uzņēmumos kā Sony un IBM. Tā ir viena no jaunās paaudzes eksperimentālajām tehnoloģijām, kas cenšas aizstāt cietos diskus, portatīvā elektronikā izmantoto nemainīgo zibatmiņu un dinamisko brīvpiekļuves atmiņu (DRAM) personālajos datoros. Pirmie jonu atmiņas prototipi bija pārāk lēni praktiskai lietošanai. Taču nesen pētnieki ir pierādījuši, ka nanomērogā strukturēti materiāli var radīt jonu atmiņas ierīces, kas ir daudz ātrākas. Nanojonu atmiņa ir ievērojami ātrāka nekā zibatmiņa, un dažu eksperimentālo šūnu ātrums ir konkurējis ar DRAM ātrumu, kas ir vairākas reizes ātrāks nekā zibatmiņa.
Atmiņu varētu arī viegli izveidot. Nesen Arizonas grupa publicēja darbu, kas parāda, ka nanojonu atmiņu var izgatavot no materiāliem, ko parasti izmanto datoru atmiņas mikroshēmās un mikroprocesoros. Tas varētu atvieglot integrāciju ar esošajām tehnoloģijām, un tas nozīmētu mazāku pārbūvi rūpnīcās, kas patiktu ražotājiem.
Vēl viens iemesls, kāpēc jonu atmiņa ir pievilcīga, ir tas, ka tā izmanto ārkārtīgi zemu spriegumu, tāpēc tā varētu patērēt tikai tūkstošdaļu vairāk enerģijas nekā zibatmiņa. Teorētiski tas varētu arī sasniegt daudz lielāku uzglabāšanas blīvumu — informācijas biti uz virsmas laukuma vienību — nekā to spēj pašreizējās tehnoloģijas.
Šīs atrakcijas lielā mērā ir jauna informācijas glabāšanas mehānisma rezultāts. Zibatmiņa glabā informācijas bitus kā elektrisko lādiņu, taču, jo mazākas ir atmiņas šūnas, kurās ir biti, jo mazāk lādiņu tās var noturēt un kļūst mazāk uzticamas. Jaunā atmiņa uzglabā informāciju, pārkārtojot atomus, veidojot stabilas un, iespējams, ārkārtīgi mazas atmiņas šūnas. Turklāt katra šūna potenciāli varētu glabāt vairākus informācijas bitus, un šūnas var būt slāņotas viena virs otras, palielinot atmiņas uzglabāšanas blīvumu līdz tādam līmenim, ka tā varētu konkurēt ar blīvāko atmiņas veidu mūsdienās: cietajiem diskiem.
Katra atmiņas šūna sastāv no cieta elektrolīta, kas iestiprināts starp diviem metāla elektrodiem. Elektrolīts ir stiklam līdzīgs materiāls, kas satur metāla jonus. Parasti elektrolīts pretojas elektronu plūsmai. Bet, kad elektrodiem tiek pielikts spriegums, elektroni saistās ar metāla joniem, veidojot metāla atomus, kas saplūst kopā. Šie atomi veido vīrusa izmēra pavedienu, kas savieno elektrodus, nodrošinot ceļu, pa kuru var plūst elektriskā strāva. Sprieguma maiņa izraisa stieples izšķīšanu, saka Kozickis. Elektrolīta ļoti pretestības stāvokli un otru, zemas pretestības stāvokli var izmantot, lai attēlotu nulles un vieniniekus. Tā kā metāla kvēldiegs paliek vietā, līdz tas tiek izdzēsts, nanojonu atmiņa ir nepastāvīga, kas nozīmē, ka tai nav nepieciešama enerģija, lai noturētu informāciju, tikai lai to lasītu vai rakstītu.
Tomēr zibatmiņas diskam, kas glabāja terabaitu informācijas, būtu jāizmanto divas citas nanojonu atmiņas īpašības, saka Kozickis. Pirmkārt, tai būtu jāsaglabā vairāk nekā viens informācijas bits katrā atmiņas šūnā. Kad vads šūnas iekšpusē ir izveidojies, ir iespējams atkal pielikt spriegumu, izraisot vairāk atomu veidošanos, sabiezējot vadu un vēl vairāk samazinot pretestību. Secīgi grūdieni vēl vairāk sabiezēs vadu, un dažādus pretestības stāvokļus var izmantot, lai vienā vadā saglabātu vairākus informācijas bitus.
Turklāt šāda veida atmiņu var sakraut slāņos, jo nav nepieciešams, lai katra šūna būtu saskarē ar silīcija pamata slāni, kā tas ir dažu citu veidu atmiņas gadījumā. Vairāku bitu apvienošana šūnā ar vairākiem slāņiem varētu ļaut izveidot ārkārtīgi blīvu atmiņu, saka Kozickis.
Viljams Galahers, IBM Research pētnieciskās nepastāvīgās atmiņas izpētes vecākais vadītājs, saka, ka nanojonu atmiņa ir viena no vairākām daudzsološām nākamās paaudzes atmiņas tehnoloģijām. Tie ietver MRAM, kas uzglabā informāciju, izmantojot magnētiskos laukus, un fāzes maiņas atmiņu, kas saglabā informāciju līdzīgi tam, ko izmanto bitu glabāšanai DVD. Galahers saka, ka jonu atmiņas konkurenti ir labāki par to. MRAM mikroshēmas jau tiek pārdotas dažām īpašām lietojumprogrammām, piemēram, ierīcēm, kas tiks pakļautas skarbai videi. Taču MRAM var izrādīties labāka arī ātrgaitas atmiņas lietojumprogrammām, nevis kā zibatmiņas nomaiņa, tāpēc tā var tieši nekonkurēt ar nanojonu atmiņu. Tomēr Samsung gada laikā varētu pārdot uz fāzes maiņu balstītu zibatmiņas nomaiņas atmiņu.
Tomēr nanojonu atmiņa var nebūt tālu aiz muguras. Daži uzņēmumi ir licencējuši nano-jonu atmiņas tehnoloģiju, kas izstrādāta Arizonas štata universitātē. Tie ietver Qimonda, kas atrodas Vācijā; Micron Technologies, kas atrodas Boise, ID; un Bay Area slepenā režīma palaišana. Uzsācējs ir labi ceļā uz savu pirmo atmiņas ierīču ražošanu, kuras, pēc Kozicka teiktā, varētu būt pieejamas 18 mēnešu laikā. Tomēr šīs pirmās mikroshēmas atmiņas blīvuma ziņā nekonkurēs ar cietajiem diskiem, viņš saka.
Tomēr jaunajai tehnoloģijai varētu būt grūtības iegūt plašu ieviešanu. Flash tipa atmiņa turpina uzlaboties, un tā var uzlaboties vēl dažām produktu paaudzēm. Turklāt labākie nanojonu atmiņas prototipi ir izgatavoti no materiāliem, kas netiek izmantoti parastajās mikroshēmās, tāpēc vismaz sākotnēji ražošana varētu būt dārga. Kozicki grupa nesen parādīja, ka jonu atmiņu var veidot no silīcija dioksīda un vara materiālu kombinācijas, kas ir saderīgi ar parasto ražošanu. Taču šie materiāli nedarbojas tik labi, kas varētu padarīt tos mazāk pievilcīgus nekā alternatīvas, piemēram, fāzes maiņas atmiņa. Lai jaunais atmiņas veids izdotos, iespējams, būs jāpārliecina ražotāji pāriet uz jauniem materiāliem.