Новая технология хранения данных сулит 500-кратное увеличение плотности записи
Ученым удалось разработать новый вид хранилища данных, который позволяет на небольшом пространстве сохранять гигантские объемы информации. Однако, пока что еще есть несколько проблем.
Микроскопически маленькое, чрезвычайно медленное, но несмотря на это — гениальное: исследователи разрабатывают новое супер-хранилище данных.
Новое гениальное хранилище данных
Ученые разработали новую технологию хранения данных, которая обещает 500-кратное увеличение плотности записи информации по сравнению с традиционными способами.
«Теоретически такая плотность записи позволяет все книги, когда-либо написанные человечеством, сохранить на площади одной почтовой марки», — пояснил Сандер Отте (Sander Otte) из технологического университета в Делфте (Нидерланды).
Промежутки в решетке из атомов хлора, расположенных на поверхности меди, используются для хранения битов и, соответственно, байтов.
«Это можно сравнить с пятнашками (подвижным пазлом)».
В качестве признания заслуг одного из первопроходцев в этой области, американского физика Ричарда Фейнмана (1918-1988), исследователи записали часть его знаменитой лекции 1959 года на поле шириной всего 100 нанометров (одна миллионная доля метра).
Речь Фейнмана «There’s Plenty of Room at the Bottom» («Там внизу — много места») от 29 декабря 1959 года стала легендарной: многие из представленных в ней идей стали основополагающими в нанотехнологических разработках, в том числе касающихся хранения данных на атомном уровне.
Хранение данных между атомами
В журнале «Nature Nanotechnology» исследователи описывают свои действия: они использовали свойства атомов хлора, чтобы создать на плоской поверхности меди двумерную решетку. При этом атомов хлора используется более чем в два раза меньше, чем необходимо для полного покрытия площади меди, то есть в решетке обязательно будут «пробелы».
Таким образом, из комбинаций атомов хлора и пробелов формируется бит: если в «горизонтальной» строке атом хлора находится внизу, а «пробел» наверху — это означает ноль. Соответственно, обратное положение, когда атом вверху, а пробел внизу, означает единицу.
Чтобы записывать данные, ученые буквально двигают атомы. Делается это с помощью иглы сканирующего туннельного микроскопа. Данное устройство позволяет работать с очень маленькими единицами измерения — атомами. Двигаться их заставляет проходящий через иглу ток силой примерно 1 мкА.
Как функционирует новый тип памяти, демонстрирует нижеприведенный видеоролик.
Несовершенство технологии
В настоящее время ученым удалось в значительной степени автоматизировать процесс: с помощью компьютерного управления игла сканирующего туннельного микроскопа двигает атомы туда-сюда до тех пор, пока из битов не сформируются целые поля. Чтобы обеспечить стабильность хранения данных, создается решетка из байтов, в которых биты находятся на некотором расстоянии друг от друга.
В настоящее время считывание одного 64-битного блока длится около минуты. На запись уходит вдвое больше времени. Кроме того, весь процесс происходит при температуре не выше -196°C. Отте признает, что «до повседневного хранения данных на атомном уровне пока еще очень далеко». И добавляет: «но благодаря этому успеху мы в любом случае сделали очень большой шаг вперед».
С этим соглашается и Стивен Ирвин (Steven Erwin) из Naval Research Laboratory (Вашингтон, США). Комментируя публикацию в «Nature Nanotechnology», он пишет, что важность этого достижения неоспорима, несмотря на сложность процесса и время, которое требуется для чтения и записи данных: «функционирующее атомарное устройство хранения данных высокой плотности должно, по меньшей мере, стимулировать развитие нашего представления о следующем шаге в развитии этой технологии».
Фото: компании-производители, Pixabay