Что такое «трековая» память?

Автор: Джейн МакКаллион

Память Racetrack - это разрабатываемая экспериментальная технология, которая, как ожидается, заменит существующие типы памяти, включая жесткие диски (HDD) и флэш-память.

 

Как и флеш-память, Racetrack - это тип энергонезависимой твердотельной памяти. Однако ее создатель, компания IBM, надеется, что однажды сможет хранить в 100 раз больше данных, чем может быть сохранено с помощью любой коммерчески доступной сегодня технологии.

 

«Эта технология может позволить портативным устройствам хранить несколько тысяч фильмов, работать в течение нескольких недель от одной батареи и быть практически вечной», - утверждает IBM.

 

IBM надеется, что диски, использующие трековую память, также будут значительно дешевле, чем флэш-память, поскольку они будут ближе к цене жестких дисков. Вот почему говорят, что он объединяет «лучшее из обоих миров» основных типов памяти, используемых сегодня.

 

Как работает трековая память?

Память на беговой дорожке основана на спинтронике - внутренней силе и ориентации магнитного поля, создаваемого электроном во время его вращения - в дополнение к его электронному заряду в твердотельных устройствах. Твердотельные в этом смысле относятся не только к типу накопителей, с которыми мы знакомы на рынке сегодня, но и к более старым технологиям, таким как электронные лампы.

Спинтроника как область исследований существует с середины 1980-х годов, но практическое применение она получила лишь в последние 15 лет или около того. Только в 2007 году исследователи IBM впервые опубликовали статью о памяти беговых дорожек в Physical Review Letters Американского физического общества. За этим последовала еще одна статья в журнале Science.

Как описано в аннотации к статье 2008 года, память треками «содержит массив магнитных нанопроволок, расположенных горизонтально или вертикально на кремниевом кристалле». Эти нанопровода диаметром около 50 нм образуют так называемый трек.

Используя метафору, придуманную Стюартом Паркиным, одним из пионеров памяти ипподромов, можно сказать, что нанопровода похожи на небоскребы, где каждый этаж каждого небоскреба содержит один бит данных. Транзистор в нижней части провода запускает изменяющий поляризацию ток вверх и вниз по проводам, которые перемещают данные вверх и вниз.

Как и в случае с другой электронной памятью, в этом случае используются считывающие и записывающие катушки, расположенные рядом с носителем информации, нанопроволоки, которые затем заставляют элементы носителя располагаться так или иначе, кодируя данные на нем в двоичной форме.

Отличие заключается в том, что запись выполняется не только на одну сторону носителя. Вместо этого он записывает всю «доменную стенку» нанопроволоки, что делает его одним из первых примеров хранения трехмерных данных.

Это значительно увеличивает количество данных, которые могут храниться на одном проводе.

 

«Таким образом, каждый транзистор может хранить не только один бит данных, как во всей другой твердотельной памяти, но и 100 бит» - сказал Паркин в отчете за 2011 год.

 

 

«Это означает, что можно получить твердотельную память с такой же низкой стоимостью, как диск, но с производительностью в 10 миллионов раз лучше!»

 

Каковы преимущества трековой памяти?

Основное преимущество трековой памяти - ее стоимость. Хотя цена на твердотельную память за последние годы заметно снизилась, традиционные жесткие диски с вращающимся диском все еще намного дешевле.

Поскольку память типа Racetrack может упаковать так много данных на отдельные нанопровода, на транзистор это более дешевая форма хранения, чем текущая технология твердотельной памяти, отсюда и сравнение с жесткими дисками.

Кроме того, чтение и запись данных происходит намного быстрее, чем на любой существующей технологии. Исследователи, стоящие за этой технологией, предсказывают, что она сможет считывать или записывать бит информации за 10 наносекунд или меньше. Напротив, жесткому диску потребуется около трех миллионов наносекунд, чтобы сделать то же самое.

 

Каковы недостатки трековой памяти?

Несмотря на то, что трековая память существует уже некоторое время, она все еще считается экспериментальной технологией. Это связано с тем, что работа в наномасштабе вынуждает бороться с некоторыми причудами квантовой физики, и сопряжена с определенными препятствиями.

Одной из встречающихся проблем является проблема с доменными стенами - они могут перемещаться или останавливаться в случайном порядке, без какого-либо окончательного способа организовать это.

Еще одна распространенная проблема заключается в том, что даже малейшее несовершенство провода («маленький» определяется как «обнаруживаемое только с помощью рентгеновского микроскопа») может значительно ухудшить время чтения/записи до такой степени, что производительность приблизится к таковой у жесткого диска.

 

Когда я могу купить запоминающее устройство Racetrack?

Ответить на этот вопрос не так просто, как вы ожидали. Согласно последним оценкам Паркина, вы сможете приобрести запоминающее устройство Racetrack примерно через пять лет, но только при условии достаточных инвестиций до этого времени.

Однако с 2007 года никаких обновлений не выпускалось, и некоторые из вышеупомянутых проблем еще предстоит решить. К сожалению, если кто-то не предложит решение, предотвращающее случайное перемещение доменных стен, вероятность появления на рынке устройств хранения данных в ближайшее время невысока.

С другой стороны, с учетом достаточной поддержки, память для гоночных треков может произвести революцию в способах использования и хранения данных. Однако нам, возможно, просто нужно набраться терпения и надеяться на лучшее.

 

Свяжитесь с нами
Контактные данные
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку Персональных данных
Свяжитесь с нами
Контактные данные
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку Персональных данных
Мы вам перезвоним в течении 5 минут
Спасибо за оформление заказа
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку Персональных данных
Спасибо
Мы уже получили ваше сообщение и скоро свяжемся с вами!