Создан первый в мире «атомный» жесткий диск

  • 19 Июл, 2016

Крошечное устройство с «атомной памятью» сможет хранить книги всего мира.

Ученые из Нидерландов создали первое в мире запоминающее устройство, в котором каждая ячейка памяти состоит ровно из одного атома, «наследники» которого позволят нам создать жесткие диски с рекордно высокой плотностью записи, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology.

Физики создали первый "атомный" жесткий диск

Текст написанный последовательностью атомов

В соответствии с законом Мура, эмпирическим правилом развития микроэлектроники, придуманном в 1975 году Гордоном Муром, основателем компании Intel, каждые два года число элементов в электронных устройствах удваивается, а их размеры при этом уменьшаются.

Благодаря такому развитию сегодня наши «флэшки» умещают в себя сотни гигабайт информации, тогда как первые дискеты могли хранить только 160 килобайт данных и занимали намного больше места, а процессоры – в миллионы раз мощнее и содержат в себе в сотни тысяч раз больше транзисторов.

Логическим концом этой тенденции станет создание одноатомных процессоров и запоминающих устройств – их дальнейшая миниатюризация, если говорить грубо, будет фактически невозможной и на этом действие закона Мура завершится. Сандер Отте (Sander Otte) из университета Дельфта (Нидерланды) и его коллеги приблизили нас к этому «концу истории», создав первое «атомное» запоминающее устройство на базе атомов хлора.

Устройство памяти, созданное нидерландскими физиками, представляет собой медную пластину, к чьей поверхности прикреплено некоторое количество атомов хлора, каждый из которых представляет собой один бит памяти. Если атом присутствует, то это означает, что в ячейке хранится «единица», если он отсутствует – то «ноль». Чтение и запись осуществляются при помощи одной и той же «считывающей головки», роль которой играет игла туннелирующего микроскопа.

«Каждый бит состоит из двух точек на поверхности листа меди, и одного атома хлора, который мы можем двигать между этими точками. Если хлор находится в «верхней» позиции, то тогда это единица, а если он находится внизу и над ним дырка, то тогда это ноль. Так как атомы хлора упакованы плотно, они не дают друг другу сбежать», — заявил Отте.

Эти одноатомные ячейки информации организованы в блоки по 8 бит, выстроенные в наборы параллельных линий. Это делает память Отте и его коллег похожей на то, как выглядят QR-коды для мобильных телефонов или штрих-коды в аэропортах и на складах.

 

Физики создали первый в мире "атомный" жесткий диск

Пример кодирования информации в виде определенной последовательности атомов

Помимо бит самой информации, каждый блок памяти содержит в себе небольшую служебную область, в которой можно установить метку о поврежденности блока, его положении в цепочке и начале новой линии ячеек памяти.

Первый образец памяти на базе этой технологии обладает столь же скромным объемом, как первые микрочипы 70 годов: в нем содержится всего 1024 байта информации, а работает он только при сверхнизких температурах – не выше 10 градусов Кельвина (минус 263 градуса Цельсия). Этого объема хватит, чтобы записать примерно 160 слов или около десятка твитов.

Скорость чтения и записи тоже пока более чем скромные, даже меньшие, чем у первых магнитных дисков – запись такого листа «атомных» байтов или его очистка занимает несколько минут. При этом данная память обладает фантастически высокой плотностью записи – она на два порядка выше тех цифр, которые достигают современные магнитные жесткие диски, и составляет 502 терабита на квадратный дюйм. Это означает, что жесткий диск типичных размеров будет вмещать в себя не 2-3 терабайта, а около 300 терабайт данных.

Конечно, такая технология вряд ли станет основой для накопителей домашних компьютеров и рабочих станций. С другой стороны, ее открытие показывает, что создание атомной памяти и работа с ней, как с «нормальным» запоминающим устройством, вполне возможна и реализуема уже в ближайшие годы.

Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram, чтобы быть в курсе самых интересных событий.