На долгую память

Изобретена компьютерная память с заявленным сроком службы сто тысяч лет

Физики Пенсильванского университета разработали крошечные микрочипы, способные хранить данные в течение поистине астрономического промежутка времени — ста тысяч лет. Помимо этого микроскопические чипы обладают способностью обмениваться данными с другими устройствами в тысячу раз быстрее, чем обычная флэш-память, тратя при этом намного меньше энергии. Диаметр устройства, имеющего цилиндрическую форму и собранного при помощи нанотехнологий, составляет всего сто атомов. Объем памяти, судя по всему, пока что не слишком велик, но, как обещают инженеры, это только начало.

Важной особенностью новых чипов является и то, что их создатели, по сути, отказались от традиционного кремния (он используется лишь в качестве подложки чипа). Основу памяти составляют внедренные в подложку цилиндрические структуры теллурида германия, обладающие способностью самосборки. В зависимости от химического воздействия особыми реагентами на молекулы вещества теллурид германия способен принимать два состояния: кристаллическое и аморфное. Именно эта способность и позволяет записывать в его структуру информацию: аморфная фаза служит условным нулем, кристаллическая — единицей. Каждые несколько групп атомов, составляющих наноструктуру, таким образом, хранят один бит информации.

«Миниатюризация размеров чипов, когда содержащие информацию структуры кодируются не при помощи электрических импульсов, а с помощью частиц — молекул, атомов и электронов, — вполне реальная задача, — сообщил нашему изданию заведующий кафедрой «Конструирование и производство электронной аппаратуры» МГТУ им. Баумана профессор Вадим Шахнов. — Другое дело, что пока никто не знает точно, как реализовывать подобного рода проекты. Так что это пока в теории, но теория уже недалека от практики. У нас разработки подобного рода ведут в нанотехнологическом центре в Зеленограде, в лаборатории при Курчатовском институте, есть ряд основополагающих теоретических работ академика Валиева».

Новая память является энергонезависимой: при отсутствии электрического тока, воздействующего на химические реагенты, она способна хранить данные неограниченно долго. Создатели предположили — сто тысяч лет, хотя на деле эта величина может оказаться гораздо больше. Из-за микроскопического размера наноструктур улучшаются еще два важных показателя работы чипов: повышается скорость считывания и записи информации, а также понижаются энергозатраты. На запись каждого бита требуется всего 0,7 мВт.

Впрочем, ряд экспертов сомневаются в том, что новые чипы позволят хранить данные действительно тысячелетиями. Ведь молекулы — структуры нестабильные: они реагируют на изменения температуры, электромагнитные поля и т.д. А поскольку размер кодирующих информацию элементов ничтожно мал, то погрешности при таком грубом воздействии на блоки памяти будут катастрофическими. Так что о надежности такого рода памяти, возможно, говорить пока рано.

Между тем аналогичные разработки ведутся не только Пенсильванским университетом, да и традиционный кремний еще рано хоронить.

«Никто пока не дал точного определения нанотехнологиям, — пояснил РБК daily член-корреспондент РАН, специалист по архитектуре микропроцессоров Борис Бабаян. — Речь идет об уменьшении размеров микрочипов, но ведь это уже давно в порядке вещей. Intel, например, не так давно продемонстрировала 32-нанометровый процесс изготовления чипов. В дальнейшем будут еще меньшие чипы».

Есть у Intel разработки и в области нанотрубок: специалисты компании доказали, что пучки углеродных однослойных и многослойных нанотрубок могут заменить в интегрированных микрочипах традиционные медные контакты благодаря высокой электропроводности этих структур.

Правда, и здесь есть свой камень преткновения: сопротивление одиночных нанотрубок на высоких частотах достаточно велико, что существенно ограничивает область их применения.

Еще сильнее впечатляют разработки IBM, продемонстрированные в этом году. При помощи эффекта магнитной анизотропии специалисты корпорации сумели кодировать информацию при помощи кластеров атомов железа, размещенных на специально обработанной медной поверхности. А при помощи особого рода молекулярного переключателя, работа которого не сопровождается изменениями во внешней структуре молекулы, исследователям IBM фактически удалось доказать возможность формирования простейших логических элементов на молекулярном уровне, что теоретически позволит создавать сверхбыстродействующие вычислительные системы крохотного размера.

Однако если новые чипы ученых Пенсильванского университета выдержат проверку на прочность и станут объектом серийного выпуска, потребителей электроники ждут всяческие радости. Например, станет возможным изготовление сверхбыстрых компьютеров — ведь чипы могут быть использованы в качестве оперативной памяти, а ограниченная скорость считывания и записи информации на блоки оперативки пока что служит «бутылочным горлышком» всех персональных компьютеров. К тому же миниатюризация чипов позволит повысить вычислительные способности компактной электроники — мобильных телефонов, КПК — до уровня настольных компьютеров.

ИЛЬЯ НОСЫРЕВ, ВЛАДИМИР ГАВРИЛОВ

http://www.rbcdaily.ru/…cnews/294685