8 августа 2020, суббота, 06:50
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

17 мая 2012, 13:37

Новая память для компьютера

Фото с discovery.com
Фото с discovery.com

Прыжок в будущее

Пользователи компьютеров все чаще предпочитают использовать твердотельную память в качестве основного устройства хранения данных. Многие прогнозируют постепенный отказ от жёстких дисков в пользу мощных флешек. Однако существует несколько разработок, которые в ближайшее десятилетие могут полностью изменить ситуацию в сфере хранения данных.

Учёные из университета Лидса (Великобритания) и Токийского университета агрикультуры и технологий придумали, как сделать «живой» жёсткий диск. Они нашли определенный вид бактерий, которые поглощают железо, преобразуют его в магнетит — один из наиболее сильных магнитов в природе — и используют его для ориентации в пространстве с помощью магнитного поля Земли. Учёные смогли выделили белок, отвечающий за преобразование железа в магнетит, и решили применить его для создания магнитного паттерна. Для этого на покрытый золотом субстрат в шахматном порядке наносятся вещества, связывающие и отталкивающие белок, затем он опускается в белок, и, наконец, в раствор железа, который покрытые белком «клетки» превращают в магнетит.

Таким образом, получается сетка, где каждая клетка может хранить один бит информации. К сожалению, размер клетки сейчас получается 20 микрометров, или 20 тысяч нанометров. При том, что в современных жестких дисках размер магнитных доменов составляет 10 нанометров, такая плотность записи явно недостаточна, чтобы составить конкуренцию обычному жесткому диску. Впрочем, учёные намерены уже в ближайшее время протестировать варианты с клетками 20 нанометров. Идеальная же цель проекта — отработать процесс так, чтобы можно было создавать сетку, где один бит информации будет передаваться одной молекулой магнетита: тогда плотность записи будет составлять примерно 1 терабайт на квадратный дюйм — больше, чем любой доступный сейчас жёсткий диск.

Будет ли возможно производить чтение и запись подобных систем, не знают даже сами создатели — сейчас информацию считывают сканирующим туннельным микроскопом. Предстоит ещё очень много работы, прежде чем эта технология станет коммерчески выгодной. Между тем, производители традиционных систем хранения данных уже вплотную приблизились к «заветной» цифре 1 терабайт на дюйм.

В конце марта 2012 года Seagate, крупнейшая в мире компания по производству жёстких дисков, представил рабочий образец диска с плотностью записи 1 терабайт на дюйм, работающего по технологии термоассистируемой магнитной записи (HAMR). Размер магнитной области, хранящей один бит информации — это основной фактор, ограничивающий плотность записи жёсткого диска. При достижении некоего минимального размера бита, появляется супермагнитный эффект — магнетизм начинает воздействовать на соседние биты, и может вызвать их спонтанную переориентацию, и как следствие, потерю данных.

Некоторые материалы, например, железо-платиновый сплав, позволяют записать один бит информации на гораздо меньшей площади без возникновения супермагнитного эффекта, но для того, чтобы изменить их магнитную ориентацию, им требуется нагрев. Здесь-то на помощь и приходит термоассистируемая запись. К считывающей головке жёсткого диска добавляется лазер, который при записи нагревает необходимое место на диске, а при считывании головка работает как у обычного диска. С помощью этой технологии Seageate рассчитывает в ближайшее время выпустить 3.5-дюймовый жёсткий диск ёмкостью 6 терабайт и 2.5-дюймовый — емкостью 2 терабайта, при максмальной на сегодняшней день ёмкости 3.5-дюймовых дисков в 3 терабайта и 2.5-дюймовых — 750 гигабайт. Инженеры компании считают, что плотность записи в будущем можно будет увеличить до 10 терабайт на дюйм — это будет означать 60-терабайтные жёсткие диски для настольных компьютеров.

Однако и такая плотность записи — не предел. Международная команда учёных, среди которых есть и представители Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе Российской академии наук, в феврале 2012 года продемонстрировала революционную технологии записи информации с помощью лазера, работающую в 200 раз быстрее, чем магнитная.

Исследователи открыли, что возможно менять полярность определенного магнита с помощью короткого лазерного импульса. Вместо обычного ферромагнитного материала и магнитной головки, как в жёстких дисках, в их системе используются особые ферримагнитные «нано-островки» из сплава железа и гадолиния, которые облучаются 60 фемтосекундным лазером. Эти «нано-островки» меняют свою полярность (то есть записывают один бит информации) за 5 пикосекунд, или за 0.005 наносекунд, тогда как для жёсткого диска та же операция занимает 1 наносекунду. Больше того, их маленький размер позволяет записать больше 6 терабайт на дюйм. К сожалению, инженеры пока не придумали эффективного способа считывать информацию — у «островков» нет магнитного поля, поэтому сейчас приходится использовать сканирующий туннельный микроскоп. Но если задачу считывания удастся решить, то лазерные системы смогут составить серьезную конкуренцию жестким дискам и твердотельной памяти, особенно в промышленных условиях.

Самым реальным будущим конкурентом флеш-памяти на данный момент является фазовая память (Phase-Change Memory, или PCM). Принцип её работы основан на том, что халькогенидовый сплав из германия, сурьмы и теллура, обычно аморфный, под воздействием тепла приобретает кристаллическую структуру и начинает проводить ток. Эти изменения проводимости легко зарегистрировать — а соответственно с их помощью можно хранить информацию. Больше того, последние исследования учёных из университета Джона Хопкинса показали, что если прикладывать к халькогениду давление алмазным инструментом, то можно достичь больше, чем два состояния: не только аморфное и кристаллическое, но и переходные между ними этапы с разной степенью электропроводности. Таким образом, существует теоретическая возможность значительно увеличить и без того высокую плотность записи на PCM-устройства.

Скорость чтения и записи прототипов фазовой памяти достигает 1,1 гигабайта в секунду и 371 мегабайт в секунду соответственно — значительно быстрее, чем флеш-память. Компания IBM, в том числе занимающаяся разработками PCM-памяти. одним из главных достоинств считает жизненный цикл: фазовая память может выдержать пят миллионов циклов перезаписи, против 100 тысяч циклов у флэш-памяти. Это особенно важно для промышленного применения.

Все перечисленные проекты еще достаточно далеки от выхода на рынок. Самые большие шансы выйти первым, пожалуй, у HAMR-дисков, но сложно предсказать, как использование лазеров скажется на цене и энергопотреблении. Проекты же лазерной и «бактериальной» записи вряд ли стоит ждать в ближайшее время: до тех пор, пока не придумано способа считывать с них данные, а сканирующие туннельные микроскопы занимают целую комнату, эти технологии будут скорее фантастикой.

Обсудите в соцсетях

Главные новости

07.08 23:06 Анкара занижает втрое данные о распространении COVID-19
07.08 20:56 В Минске задержаны трое журналистов «Настоящего времени»
07.08 20:31 В Минске автомобилисты устроили акцию протеста из-за ареста звукооператоров, которые включили песню «Перемен» Цоя
07.08 19:58 Росстат: в июне от COVID-19 умерли 12 тыс. человек
07.08 19:32 Доход Рамзана Кадырова за год увеличился в 20 раз
07.08 18:58 В Индии самолет Air India при посадке развалился напополам. Есть погибшие
07.08 18:26 Минздрав Ливана опубликовал список 152 погибших в Бейруте. Россиян среди них нет
07.08 16:56 В Норильске снова разлилось топливо. Это произошло во время ликвидации последствий предыдущих аварий
07.08 16:18 Евросоюз призвал Белоруссию провести выборы честно и не арестовывать оппозицию
07.08 15:47 Следственный комитет России начал проверку задержания в Минске 33 россиян
07.08 15:33 В Минске арестовали звукооператоров за песню «Перемен» Цоя на провластном митинге
07.08 15:15 Путин и Лукашенко обсудили задержание 33 россиян в Минске
07.08 14:53 Правозащитники потребовали от СК возбудить дело против полицейского, который сломал руку журналисту Давиду Френкелю
07.08 14:25 Дегтярев предложил отменить запрет чиновникам летать бизнес-классом за бюджетные деньги. Его вводил Фургал
07.08 13:59 СК завершил расследование против экс-полицейских по делу Ивана Голунова
07.08 13:53 Официальный кот-мышелов британского МИД Палмерстон вышел на пенсию
07.08 13:28 Представители коренных народов Сибири и Дальнего Востока призвали Илона Маска не пользоваться продукцией «Норникеля»
07.08 13:03 Онлайн-сервисы пожаловались на «Яндекс» в Федеральную антимонопольную службу
07.08 12:39 В Белоруссии задержан глава избирательного штаба кандидата в президенты Сергея Черечня
07.08 12:17 Джордж Клуни пожертвует $100 тыс. благотворительным организациям в Ливане после взрыва
07.08 12:00 Новость из прошлого: 7 августа 2000 года — Генпрокуратура подозревает генералов в нецелевом использовании $450 млн
07.08 11:59 ЦИК Белоруссии: явка на выборах президента за три дня превысила 20%. Наблюдатели сообщили о трех тысячах нарушений
07.08 11:22 Генпрокуратура потребовала изъять у бывшего министра Абызова более 32 млрд рублей
07.08 10:40 В России зарегистрировали 5241 новый случай заражения коронавирусом
07.08 09:27 В мире коронавирусом заразились более 19 млн человек, свыше 714 тысяч умерли
07.08 09:11 Бывший саудовский разведчик обвинил наследного принца в попытке его убить
07.08 08:19 В Ливане начались протесты. Активисты требуют отставки правительства
07.08 07:38 Facebook продлила удаленный режим работы сотрудников до июня 2021 года
07.08 07:02 Трамп подписал указ о мерах против TikTok и WeChat
07.08 06:30 В самом северном городе России выпал снег
07.08 06:00 В России запатентовали отечественный препарат от коронавируса «Лейтрагин»
07.08 05:33 В Москве за сутки умерли 12 пациентов с коронавирусом
06.08 22:20 Twitter начал помечать аккаунты государственных СМИ
06.08 21:59 На провластном митинге в Минске включили песню «Перемен». Диджеи готовы к увольнению
06.08 20:57 Билл Гейтс заявил, что миру грозит катастрофа страшнее коронавируса
06.08 20:25 Оперный певец Чельдиев стал фигурантом пятого уголовного дела из-за митинга во Владикавказе
06.08 19:32 Лукашенко: Ельцин жалел, что выбрал Путина преемником
06.08 18:47 Financial Times: кампания против Фургала началась за год до ареста
06.08 17:57 Тайвань запустил рейсы «в никуда». Самолеты возвращаются в аэропорты вылета
06.08 17:25 Суд огласил приговор по делу «Нового величия». Фигурантам дали до семи лет колонии
06.08 16:59 «Фонтанка»: в Петербурге 80% заразившихся COVID-19 врачей не получили выплаты
06.08 16:59 Собчак оштрафовали за присутствие на пикетах в поддержку Сафронова
06.08 16:27 Осужденный за госизмену ученый Лапыгин покинул колонию
06.08 16:25 «Аэрофлот» временно прекратил продавать льготные билеты с Дальнего Востока
06.08 15:53 Россельхознадзор уничтожил 36 тыс. тонн санкционных продуктов за пять лет
06.08 15:51 В Казани торговому центру запретили устроить парковку для женщин из-за дискриминации мужчин
06.08 15:21 Светлана Тихановская отменила митинг в Минске. На площади, где он планировался власти решили отметить День железнодорожных войск
06.08 15:19 В Кировской области троих национал-социалистов задержали по подозрению в экстремизме
06.08 14:31 При правительстве создадут комиссию для экспертизы правил орфографии и пунктуации русского языка
06.08 13:16 Фигурантов дела «Нового величия» признали виновными
«АвтоВАЗ» «ВКонтакте» «Газпром» «Зенит» «Мемориал» «Мистраль» «Оборонсервис» «Роснефть» «Спартак» «Яблоко» Абхазия Австралия Австрия Азербайджан Антимайдан Аргентина Арктика Армения Афганистан Аэрофлот Башкирия Белоруссия Бельгия Бразилия ВВП ВКС ВМФ ВПК ВТБ ВЦИОМ Ватикан Великобритания Венгрия Венесуэла Владивосток Внуково Волгоград ГИБДД ГЛОНАСС Генпрокуратура Германия Голливуд Госдеп Госдума Греция Гринпис Грузия ДТП Дагестан Домодедово Донецк ЕГЭ ЕСПЧ Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет Екатеринбург ЖКХ Израиль Ингушетия Индия Индонезия Интерпол Ирак Иран Испания Италия Йемен КНДР КПРФ Казань Казахстан Калининград Камчатка Канада Каталония Кемерово Киев Кипр Киргизия Китай Коми Конституция Красноярск Кремль Крым Куба Курилы ЛГБТ ЛДПР Латвия Ливия Литва Лондон Луганск МВД МВФ МГУ МКС МОК МЧС Малайзия Мексика Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минпромторг Минсельхоз Минск Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст Молдавия Мосгордума Мосгорсуд Москва НАСА Нигерия Нидерланды Новосибирск Норвегия ОБСЕ ООН ОПЕК Одесса ПДД Пакистан Паралимпиада Париж Пентагон Польша Приморье РАН РЖД РПЦ РФС Росавиация Росгвардия Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Россия Росстат Ростех Ростуризм СМИ СССР США Сахалин Сбербанк Севастополь Сербия Сирия Сколково Славянск Сочи Таджикистан Таиланд Татарстан Трансаэро Турция УЕФА Узбекистан Украина ФАС ФБР ФИФА ФСБ ФСИН ФСКН Филиппины Финляндия Франция Хакасия Харьков ЦИК ЦРУ ЦСКА Центробанк Чехия Чечня Швейцария Швеция Шереметьево Эбола Эстония ЮКОС Якутия Яндекс Япония авиакатастрофа автопром алкоголь амнистия арест армия археология астрономия аукционы бактерии банкротство беженцы бензин беспилотник беспорядки биатлон бизнес благотворительность блогосфера бокс болельщики вандализм взрыв взятка вирусы вузы выборы гаджеты генетика гомосексуализм госбюджет госзакупки госизмена деньги дети доллар допинг драка евро журналисты законотворчество здоровье землетрясение изнасилование импорт инвестиции инновации интернет инфляция ипотека искусство ислам исследования история казнь кино кораблекрушение коронавирус коррупция космос кража кредиты культура лингвистика литература математика медиа медицина метро мигранты монархия мошенничество музыка наводнение налоги нанотехнологии наркотики наука недвижимость нейробиология некролог нефть образование обрушение общество ограбление оппозиция опросы оружие офшор палеонтология педофилия пенсия пиратство планетология погранвойска пожар полиция похищение правительство право православие преступность продовольствие происшествия ракета рейтинги реклама религия ретейл робототехника рубль санкции связь сепаратизм следствие смартфоны социология спецслужбы спутники статистика страхование стрельба строительство суды суицид тарифы театр телевидение теракт терроризм технологии транспорт туризм убийство фармакология физика фоторепортаж футбол хакеры химия хоккей хулиганство цензура школа шпионаж экология экономика экспорт экстремизм этология «Единая Россия» «Исламское государство» «Нафтогаз Украины» «Правый сектор» «Северный поток» «Справедливая Россия» «болотное дело» Александр Лукашенко Александр Новак Александр Турчинов Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев Амурская область Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антон Силуанов Аркадий Дворкович Арсений Яценюк Астраханская область Барак Обама Басманный суд Башар Асад Белый дом Борис Немцов Бутовский полигон Валентина Матвиенко Верховная Рада Верховный суд Виктор Янукович Виталий Мутко Владимир Жириновский Владимир Зеленский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин Вячеслав Володин Дальний Восток День Победы Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин Дональд Трамп Евгения Васильева Забайкальский край Интервью ученых Ирина Яровая Иркутская область История человечества Калужская область Кирилл Серебренников Кировская область Конституционный суд Космодром Байконур Краснодарский край Красноярский край Ксения Собчак Ленинградская область МИД России Мария Захарова Михаил Прохоров Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский Московская область Мурманская область Надежда Савченко Наталья Поклонская Нижний Новгород Николас Мадуро Нобелевская премия Новосибирская область Новый год Олег Дерипаска Олимпийские игры Ольга Голодец Павел Дуров Палестинская автономия Папа Римский Первый канал Пермский край Петр Порошенко Почта России Приморский край Рамзан Кадыров Реджеп Эрдоган Республика Карелия Ростовская область Саратовская область Саудовская Аравия Свердловская область Сергей Лавров Сергей Нарышкин Сергей Полонский Сергей Собянин Сергей Шойгу Следственный комитет Совбез ООН Совет Федерации Ставропольский край Счетная палата Тереза Мэй Франсуа Олланд Хабаровский край Хиллари Клинтон Человек дня Челябинская область Черное море Эдвард Сноуден Элла Памфилова Эльвира Набиуллина Южная Корея Юлия Тимошенко Юрий Чайка авторское право администрация президента акции протеста атомная энергия баллистические ракеты банковский сектор биология большой теннис визовый режим военная авиация выборы губернаторов газовая промышленность гражданская авиация гуманитарная помощь декларации чиновников дороги России информационные технологии климат Земли компьютерная безопасность космодром Восточный крушение вертолета легкая атлетика лесные пожары междисциплинарные исследования мобильные приложения морской транспорт некоммерческие организации общественный транспорт патриарх Кирилл пенсионная реформа пищевая промышленность права человека правозащитное движение преступления полицейских публичные лекции российское гражданство русские националисты русский язык сельское хозяйство сотовая связь социальные сети стихийные бедствия телефонный терроризм уголовный кодекс фигурное катание финансовый рынок фондовая биржа химическое оружие хроники обнуления эволюция экономический кризис ядерное оружие Великая Отечественная война Вторая мировая война Ирак после войны Ким Чен Ын Революция в Киргизии Российская академия наук Стихотворения на случай Федеральная миграционная служба Федеральная таможенная служба борьба с курением выборы мэра Москвы здравоохранение в России связь и телекоммуникации тюрьмы и колонии Совет по правам человека аварии на железной дороге естественные и точные науки закон об «иностранных агентах» компьютеры и программное обеспечение видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» Новые технологии, инновации Сочи 2014 рейтинг Forbes Кабардино-Балкария Левада-Центр Нью-Йорк Санкт-Петербург отставки-назначения шоу-бизнес Ростов-на-Дону ЧМ-2018 Книга. Знание ВИЧ/СПИД Apple Bitcoin Boeing Facebook G20 Google iPhone IT Microsoft NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Telegram Twitter Wikileaks YouTube

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.