Механическая память потеснит электронную

Интеграция Инфраструктура
мобильная версия
В скором будущем, вероятно, для хранения огромных архивов музыки и видео в устройствах потребительской электроники будут использоваться не электронные компоненты памяти, а множество более надежных, быстрых и потребляющих на порядок меньше энергии механических «нановыключателей».

Наномеханическая память, разработанная специалистами голландской компании Cavendish Kinetics, состоит из множества электромеханических контактов, способных принимать одно из двух возможных состояний, соответствующих значениям "0" и "1". Они изготовлены из металлического проводника литографическими методами, имеют размер в несколько микронов в длину и менее микрона в ширину каждый — то есть примерно в сто раз тоньше человеческого волоса. Под действием приложенного к расположенному под контактом электроду напряжения проводник изгибается и замыкает контакт. Благодаря силам межмолекулярного притяжения он будет оставаться в замкнутом состоянии и далее, даже после отключения питания. Разомкнуть контакт можно, приложив потенциал к расположенному с обратной стороны контакта электроду. Контролировать состояние такой «ячейки памяти» легко с помощью самого же проводника.

Механическая память обладает беспрецедентными характеристиками — она потребляет в 100 раз меньше энергии, чем существующая память, в которой информация хранится в виде электрического заряда или магнитного поля, а работает в 1000 раз быстрее. Но что самое интересное — она лучше переносит экстремальные температуры (до 200 градусов Цельсия) и высокие уровни радиации. Для программирования одного бита требуется всего 45 пикоджоулей, а масштабируемый технологический процесс позволяет довести размеры отдельной ячейки до 45 нм.

В настоящее время в компании Cavendish Kinetics уже создан модуль памяти объемом 256 КБ. Как сообщает New Scientist, этого вполне достаточно для использования ее уже сегодня в микроконтроллерах — миниатюрных компьютерах, управляющих, к примеру, электродвигателями в автомобиле или бытовых устройствах. Но особенно нужны подобные устройства хранения информации в космосе, где проблема радиационной стойкости выходит на первый план.

А тем временем разработчики уже задались целью создать механический модуль памяти объемом в несколько гигабайт. «Это — долгосрочная цель, — заявил главный специалист компании Cavendish Kinetics Чарльз Смит (Charles Smith). — Мы хотим реализовать многие миллионы таких ячеек на одном чипе». Если задача окажется по силам разработчикам, перед создателями музыкальных плееров и цифровых камер откроются поистине фантастические перспективы, а продолжительность работы мобильных устройств от батарей радикально удлинится.

«Огромной зоной роста для устройств энергонезависимого хранения данных являются пользовательские мобильные приложения — такие, как плеер iPod и цифровые камеры, — полагает эксперт в области нанотехнологий из Манчестерского университета Джим Майлз (Jim Miles). — А у таких устройств „больной“ вопрос — энергопотребление». Для такой памяти, указывает он, жизненно важна способность осуществлять перезапись данных многократно. «Важно знать скорость перезаписи, а также предельное количество циклов перезаписи для такого устройства», — говорит он. 

Как сообщил г-н Смит, первые образцы наномеханических чипов повышенного объема появятся уже к концу 2006 года. Их перспективы вдохновляют инвесторов — основанная в прошлом году компания получила на развитие перспективной технологии $6,5 млн. Над созданием механической нанопамяти работают и другие коллективы — так, на выставке CeBIT-2005 компания IBM представила чип памяти Millipede, в котором использован несколько иной принцип — запись информации на пластиковой подложке в виде углублений в ней размером около 10 нм в поперечнике. Память Millipede также энергонезависима, позволяет многократно осуществлять перезапись данных и обладает емкостью, в 20 раз превышающей емкость современных магнитных носителей.