Что придет на смену флэшке?

Молекулярная память: в MIT хотят сконструировать принципиально новые молекулы на основе графена mit.edu/newsoffice/

Модули флэш-памяти уже много лет кажутся офисным работникам, не желающим хранить информацию в «веб-облаках», незаменимой вещью. SSD-накопители постепенно вытесняют традиционные жесткие диски. Но что заменит саму флэш-память?

Сегодня исследования в области памяти идут как минимум в пяти перспективных направлениях.

Упрощенная схема магниторезистивной ячейки памяти Wikimedia Commons

Например, магниторезистивная память: тип памяти, в котором хранение информации определяет степень намагниченности отдельных элементов микросхемы. На эту технологию возлагают большие надежды: предполагается, что через несколько лет по популярности она обгоняет все используемые сегодня типы памяти. Причин тому несколько: она быстрее и стабильнее flash, не требует постоянного напряжения, как RAM.

Принцип действия весьма похож на тот, что в жестких дисках, Направление намагниченности отдельной ячейки меняет ее сопротивление, которое несложно измерить, пропустив через ячейку ток. Таким образом можно определить, какие данные на ней записаны. От HDD есть одно важное отличие: доступ к ячейкам производится не с помощью специальной головки, а прямой подачей тока. Это ускоряет доступ к памяти в миллион раз!

Продажи чипов MRAM уже ведутся, но масштабному вторжению новой технологии на рынок мешает максимальный объем памяти, ограниченный размером (пока) в 64 Мб. Доработкой и усовершенствованием технологии занимаются мастодонты Samsung и Toshiba.

Спинтронная память хранит данные при помощи так называемых спинов. Под этим термином понимают квантовую характеристику, которая есть у большинства элементарных частиц, и обозначает магнитный момент. Спин нейтрона, протона или электрона обычно равен ½ или -½. Для того чтобы превратить эти физические особенности частиц в память, нужно только научиться выставлять спины отдельных частиц и списывать их. Ну, и позаботиться о том, чтобы спин не менялся сам по себе под воздействием теплового движения или других факторов внешней среды.

Спинтронная память использует магнитный момент (спин) элементарных частиц, пока речь идет только о научных экспериментах.

Ученые уже научились создавать ток с определенной ориентацией спина и фильтровать электроны со спином, отличным от заданного. Подсчитать нужные электроны с заданным спином можно при помощи специального фильтра. Пока речь идет только о научных экспериментах, которые проводятся в условиях абсолютного нуля и с магнитным полем огромной силы.

Исследования продолжает компания IBM. Правда, сроки появления такой памяти никто не называет.

ДНК-память

Хранить данные в архивах можно при помощи ДНК-памяти. Исследователи из Европейского института биоинформатики уже научились считывать информацию с молекул ДНК и самостоятельно синтезировать их для хранения необходимой им информации. В рамках недавнего эксперимента европейские специалисты записали на одну молекулу речь Мартина Лютера Кинга (в mp3), сонеты Шекспира, фотографию в формате JPEG и статью первооткрывателей структуры ДНК Джеймса Уотсона и Френсиса Крика «Молекулярная структура нуклеиновых кислот» в формате PDF.

Экспериментаторы записали на молекулу ДНК речь Мартина Лютера Кинга (в mp3), сонеты Шекспира, фотографию в формате JPEG и статью Уотсона и Крика в формате PDF.

Емкость накопителя нового типа поражает: в одном грамме этого вещества может храниться до 455 миллиардов гигабайт данных. Столько, например, вмещает 100 млрд. DVD-дисков. Еще один плюс - высокая степень надежности сохранности данных. ДНК может хранить доступную для считывания при помощи специальных приборов информацию на протяжении нескольких тысяч лет.

Есть перспективные технологии и в области создания молекулярной памяти. Ученые из MIT предлагают хранить информацию прямо в молекулах. Ноль или единицу в такой памяти можно создать, сориентировав молекулы в определенном направлении при помощи магнитного поля. Снижение же размера ячейки до одной молекулы увеличит плотность памяти до каких-то невероятных значений.

Пока, правда, при создании такого рода памяти есть одна проблема: отдельные молекулы часто неустойчивы из-за теплового движения. Для того чтобы они хранили информацию, их нужно постоянно охлаждать. Но в MIT хотят сконструировать принципиально новые молекулы на основе графена.

Графен может стать заменой ДНК в качестве хранителя информации.

Еще одна перспективная технология - голографические диски. Собственно, она стала известна ученым еще в 1970-х гг и в настоящее время постоянно дорабатывается. Запись голограммы происходит во время комбинации двух лазерных лучей: один из них несет информацию, а другой является опорным, вспомогательным. Накладываясь друг на друга, световые волны двух лазеров создают пространственную картину внутри запоминающего слоя, обладающего фотографической памятью. Чтобы восстановить данные, нужно направить луч опорного лазера на специальный фотографический слой.

Голографическая память

Основная проблема - подобрать надежный полимер для фотографического слоя, чтобы он мог хранить информацию долго и не был чувствителен к внешней среде. Ближе всех к его поиску подошла компания InPhase Technologies.