Юный техник, 2012 № 02

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ Стеклянная память будущего

За свою долгую историю человечество, кажется, перепробовало уже все. Люди писали на глиняных табличках, которые потом высушивали на солнце или даже обжигали в огне. Высекали скрижали на камне. Писали на бересте, папирусе, пергаменте, бумаге и специальном пластике. Записывали информацию на перфокартах, магнитных лентах, потом очередь дошла до компьютерных дисков.

Как показывает практика, сегодняшний жесткий диск может прослужить около двух десятков лет, причем он не терпит ударов высоких температур и влажности. Флеш-память устойчивее к физическому воздействию, однако срок ее жизни сокращается с каждым новым циклом перезаписи. То же самое можно сказать о CD- и DVD-дисках. Так что же делать?

Именно этот вопрос и задают себе сегодня специалисты по хранению информации — создатели новых систем памяти, пишет британская газета The Daily Mail. Ученым из центра оптоэлектроники Саутгемптонского университета (Великобритания) удалось изменить конфигурацию атомов в стеклянном кристалле, превратив его в цифровой накопитель,

Так выглядит стеклянный оптический диск.

Маритинас Бересна, руководитель проекта в Саутгемптонском университете.

«Кто бы мог подумать, что такой простой материал, как стекло, может служить в качестве накопителя, то есть постоянной компьютерной памяти! — удивляется корреспондент газеты. — Более того, стеклянный накопитель оказывается более стабильным и долговечным, чем современные средства хранения данных, например, винчестеры».

Маритинас Бересна, руководитель проекта в Саутгемптонском университете, рассказал на пресс-конференции, что его группе удалось сохранить около 50 гигабайт на стеклянном кристалле, сравнимом по габаритам с дисплеем мобильного телефона. Такой объем информации примерно равен емкости двухслойного диска Blu-ray.

В результате процесса записи стекло незначительно мутнеет, и проходящий через него луч поляризуется. Поляризацию впоследствии можно считать при помощи оптического детектора. Атомная структура определяет прохождение света через кристалл, изменяя ее, а лазер позволяет записывать, стирать и перезаписывать информацию.

Процесс оптической записи позволяет обеспечить очень высокую плотность записи при сохранении максимальной скорости доступа к данным. Это осуществляется фокусировкой лазерного луча и созданием ячеек в трехмерном пространстве чистого кварцевого стекла. Данные кодируются в один большой блок, который записывается всего за одно обращение. В процессе считывания этот блок целиком извлекают из памяти.

Кристаллы выдерживают нагревание до температуры почти 1000 градусов, им не страшна вода, а информация на них может храниться несколько тысяч лет, утверждает профессор Маритинас Бересна.

По словам ученого, новый тип портативных накопителей может оказаться полезным для библиотек, архивов, музеев, компаний, которые вынуждены создавать резервные копии своих архивов каждые пять-десять лет, потому что у винчестеров относительно короткий срок службы.

Подобные накопители, сообщает газета, очень напоминают «кристаллы памяти» из комиксов и фантастических фильмов.

Университет Саутгемптон уже договорился о сотрудничестве с литовской компанией Altechna, которая поможет наладить серийное производство «стеклянных» устройств памяти.

ПАМЯТЬ РСМ

Еще один вариант устройства компьютерной памяти, которое может прийти на смену флеш-памяти в 2015–2016 годах, основан на записи информации с изменением фазового состояния вещества, сообщает журнал Popular Mechanics.

PCM (Phase-change memory) использует превращение вещества из кристаллического в аморфное под воздействием тепла при протекании тока через ячейку. При этом изменяется и электрическое сопротивление каждой ячейки — от низкого до высокого.

Память на основе РСМ надежна, поскольку в устройстве нет движущихся частей, и способна хранить информацию даже при отключении электропитания. Но у нее имелся один существенный недостаток. В аморфной фазе постепенно увеличивалось, дрейфовало сопротивление и за счет этого возникали ошибки при считывании информации.

Сотрудникам Исследовательского центра компании IBM в Цюрихе удалось решить проблему, минимизировав дрейф. А кроме того, в IBM разработали способ записи нескольких бит информации в одну ячейку. В итоге скорость записи РСМ более чем в 100 раз превосходит показатели флеш-памяти типа NAND. Новое устройство рассчитано как минимум на 10 млн. циклов записи, тогда как ресурс флеш-памяти — от 3000 (потребительские устройства) до 30 000 (промышленные системы) циклов.

Так выглядит блок памяти РСМ.