Karol Żebruń | 2012-01-14

IBM: atomowe nośniki pamięci w zasięgu ręki - bit z 12 atomów żelaza

Zobacz więcej w kategorii: pamięci

producenci: IBM

 

IBM po raz kolejny zadziwia świat. Tym razem naukowcy z tej firmy stworzyli najmniejszy bit magnetyczny w historii. Składa się on z 12 atomów żelaza ułożonych na podkładzie z azotku miedzi. Cały bajt można przechować w 96 atomach na powierzchni o rozmiarach 4 na 16 nanometrów.

Pewnie nie wszyscy z Was pamiętają historyczne osiągnięcie IBM, który zaprezentował w 1990 roku ułożone z atomów ksenonu logo firmy. Tym razem IBM postarał się o bardziej praktyczne, z naszego punktu widzenia, odkrycie.

Naukowcy poszukiwali już od dawna granicznego rozmiaru jaki może mieć magnetyczny bit, który jest w stanie stabilnie przechowywać dane, tworząc coraz to mniejsze struktury. IBM we współpracy niemieckimi inżynierami z German Center for Free Electron Laser Science postanowił zastosować postępowanie odwrotne. Czyli nie zmniejszać rozmiaru bitu, a budować go od podstaw atom po atomie. Oczekiwano, że w pewnym momencie struktura stanie się odpowiednio stabilna (nie będzie zmieniać spontanicznie swojego stanu), aby spełnić rolę pełnoprawnego bitu.

Zaskoczeniem okazało się, że już przy ułożeniu 12 atomów żelaza w dwóch rzędach po 6 atomów, powstaje struktura, którą można opisać za pomocą fizyki klasycznej (z pominięciem efektów kwantowych). Aby stworzyć taki nanobit wykorzystano skaningowy mikroskop tunelowy. Za jego pomocą zapisywane są również i odczytywane dane z nanobitów.

Nanobity wymagają około 100 tysięcy razy mniej atomów niż bity stosowane w obecnych dyskach twardych. Oznacza to, że teoretycznie na jednym talerzu można umieścić nie 1 terabajt, a setki petabajtów danych. Niestety istotne jest słowo teoretycznie, gdyż technologia, wykorzystywana do zapisu danych w nanobitach, w żaden sposób nie da się obecnie zintegrować z dyskami twardymi.

12 atomowy bit magnetyczny
Aby obejść problem zakłóceń powstających w pamięciach wykorzystujących ferromagnetyki w nanoskali, IBM wykorzystał zjawisko antyferromagnetyzmu. Oznacza to, że każdy z atomów ma spin skierowany w przeciwnym kierunku. (źródło: Sebastian Loth/CFEL)

Problemem jest także to, iż 12-atomowe struktury stabilne są jedynie w temperaturze około 5 Kelwinów (-268 stopni C). Jest jednak światełko w tunelu, gdyż według przewidywań bity złożone już z około 200 atomów (nadal tysiące razy mniejsze niż te stosowane w dyskach twardych), będą stabilne w temperaturze pokojowej. Stosując jeszcze ostrożniejsze podejście, zdaniem Andreasa Heinricha kierującego projektem, możliwe jest uzyskanie gęstości zapisu około 100 do 150 razy większej niż obecnie w dyskach twardych, a to nadal robi ogromne wrażenie.

Słowo THINK ułożone z atomowych bitów
Maksyma IBM, słowo Think (Myśleć) zapisana za pomocą nanobitów.

Eksperyment IBM pokazał jakie są granice możliwości przechowywania danych przy zastosowaniu klasycznej fizyki. Wynik badań pokazuje, że struktury o rozmiarze 12 i więcej atomów daje się już opisać z pominięciem praw mechaniki kwantowej, co prawda w bardzo niskich temperaturach. To odkrycie będzie miało z pewnością ogromny wpływ na przyszłość nanotechnologii i komputerów kwantowych.


Więcej o odkryciach IBM:

Źródło: Popular Science

odsłon: 9135

Komentarze

(48)

Yogimistrz

6 + - 2012-01-14 14:53

Za dużo z tego tekstu nie rozumiem, tam to dopiero pracują ludzie z głową na karku.

Damian Szymański

11 + - 2012-01-14 15:13

W niosek z tego taki, że w przyszłości w takich samych warunkach będzie możliwy zapis zamiast np. 1TB danych, 100 lub 150 TB. Bo aby zapisać jeden bajt potrzebowali dotychczas około miliona atomów, a teraz mogą zapisać go na 12 (!) - no ale w niskiej tmp. Ale w normalnej będzie to coś koło 100, więc i tak nieźle.

Damian Szymański

8 + - 2012-01-14 15:14

korekta chodziło o bit, a nie bajt

gantrithor

2 + - 2012-01-14 17:33

Tak czy siak oznacza to ze magnetyczne dyski twarde maja przed soba jeszcze dlugie zycie kto wie moze nawet przezyja SSD...
Zakladajac ze pojedynczy bit bedzie zapisany przy pomocy 200-300 atomow to teoretyczna pojemnosc dysku moze siegnac od 100 do 400 terabajtow.
Ale jak wynika z artykulu juz najwyzszy czas zeby dyski SSD potanialy bo dyski magnetyczne niepredko zostana wyparte.

KOXsu

2 + - 2012-01-15 00:55

Posiadamy procesory 4,6 i 8 rdzeniowe, płyty z możliwością obsługi 32gb ram lecz nadal standardem jest dysk talerzowy który jest bardzo wolny na obecne standardy. Dzięki SSD to się zmieniło lecz za 240gb trzeba zapłacić kilka tysięcy. Kiedy to się zmieni?

pioruns

0 + - 2012-04-18 10:49

Ta ewolucja dzieje się już dziś, na naszych oczach. Dyski SSD 240GB kosztują 1000-1500zł, a nie "kilka tysięcy". Z każdym rokiem cena maleje o kilkadziesiąt procent albo wzrasta pojemność dysku SSD, jaką możesz kupić za te same pieniądze. Nie martw się, dyski talerzowe znikną w końcu, potrzeba tylko trochę czasu dla rozwoju technologii flashowych.

Travis

1 + - 2012-01-14 21:25

"IBM we współpracy niemieckimi inżynierami" - to też jest troszkę nie po polsku ;)

wildthink

1 + - 2012-01-14 15:31

OT mode ON
No tak, czytanie ze zrozumieniem się kłania. Przecież to jest napisane laickim językiem. Co tam masz niezrozumiałego.
end of OT

Teraz czekamy na realizację w skali przemysłowej.

amb00

6 + - 2012-01-14 15:13

To teraz czekam na dyski o rozmiarze 500 PB.

szpmarek

2 + - 2012-01-14 16:24

te co masz zapełnij legalnym softem :)

amb00

2 + - 2012-01-14 16:43

A jaki według ciebie soft mam ?

Terrorek

2 + - 2012-01-16 15:03

taki jaki pewnie autor wypowidzi ma na swoim :)

xfire25

0 + - 2012-01-14 17:13

ta wielkość jest tak wielka że boje się ale nie dożyjemy aby taki dysk obaczyć :P

mariot86

4 + - 2012-01-14 21:26

Co Ty chcesz googla ściągnąć żeby mieć dostepnego offline?

EvilOverlorD

3 + - 2012-01-14 15:14

Ładnie !

Glock

2 + - 2012-01-14 15:14

Jakieś sprzeczności widzę, piszecie,że struktury są tak stworzone,że można jest opisać klasycznie a później piszecie,że może to sie przydać przy tworzeniu komputera kwantowego, któy jak by nie było opiera sie o teorie kwantową. Jedyne do czego to odkrycie moze sie przydać, jeżeli chodzi o komputery kwantowego to tylko do tego,że trzeba tworzyć układy zmniejszej ilości atomów niż 12.

Karol Żebruń

0 + - 2012-01-14 15:18

Chodzi o to, że trzeba wiedzieć kiedy musimy zacząć myśleć kwantowo. Poza tym w komputerze kwantowym nie wszystkie operacje muszą być przeprowadzane na poziomie kwantowym.

Glock

0 + - 2012-01-14 16:08

Wszystkie operacje logiczne w komputrze kwantowym muszą być wykonane na bramkach kwantowych. Dane sa w postaci qubitów a nie bitów, więc musi istniej i procesor kwantowy i pamięć kwantowa. Muszą też istnieć przewody "kwantowe" tak żeby można było przesyłać sygnał kwantowy etc. etc. więc wydaje mi sie,że jednak wszystkie operacje muszą być przeprowadzane na poziomie kwantowym, no chyba,że będzie jakiś konwerter bit=>qubit.

Michur

3 + - 2012-01-14 15:24

I to jest odkrycie!

impulse_101

3 + - 2012-01-14 16:20

Po ostatnich incydentach niech od razu opracują wodoodporność tworząc nowa technologie :P

zerosouL

3 + - 2012-01-14 17:23

Pomysl wyladuje w szufladzie jak wszystkie inne i tyle bedzie z tego pozytku. Lepiej tanim kosztem zbijac kokosy na tym co juz jest zamiast budowac nowe fabryki, opracowywac linie produkcyjne na nowy wymiar technologiczny itp. Dalej kupujcie co roku nowa karte grafiki itp to sie doczekacie...z pewnoscia.

kbm87

0 + - 2012-01-14 18:07

zastanawiam się, czy wykorzystując tą technologię, nie można by zmniejszyć wielkości całego dysku twardego (mniejsze talerze), zachowując nadal przyzwoite pojemności? mam na myśli zastosowanie w notebookach

PIOTER123

0 + - 2012-01-14 18:14

Niech oni zrobią tak z dyskami ssd, to dopiero będzie hardcore.

Morgi

-4 + - 2012-01-14 20:25

Typowe dla ibm festiwal proznosci naukowej, watpliwy ekonomicznie, taki naukowy belkot. A co bedzie mial z tego uzytkownik, bo o lotach na Marsa podobnie mozna nawijac.

winone

0 + - 2012-01-14 21:57

czekam na premierę

phillosoff

0 + - 2012-01-14 22:31

Prawda jest taka, że jak zawsze zaważy kryterium opłacalności. Było już w historii wiele rewolucyjnych technologii, ale nikomu się nie opłacało ich wykorzystać. Tak jest np. w przypadku medycyny. Szokujące jest dla mnie to, że istnieją dziś leki na niektóre rzadkie "nieuleczalne" choroby, tylko chorych jest kilku na świecie i nie opłaca się dla nich tylko leku produkować.

frezer

-7 + - 2012-01-14 23:17

a na cholere komus takie dyski ja mam 500gb i mi spokojnie starcza, wieksze to juz tylko dla szpanu chyba ?

Kierownik

4 + - 2012-01-14 23:55

To że Tobie wystarcza 500 GB nie znaczy, że każdemu wystarcza tyle. Do wielu zastosowań potrzebne są ogromne przestrzenie dyskowe i dlatego produkowane są pojedyncze dyski o coraz większej pojemności.

kbm87

1 + - 2012-01-15 00:24

np. rejestratory wideo, w wielu miejscach wymagane przez przepisy

PIOTER123

4 + - 2012-01-15 10:22

mój brat ma w kompie 10 dysków (łącznie 6.5 Tb) i mu mało więc ...

HelGhast

3 + - 2012-01-15 12:11

Niech usunie pornosy.

PIOTER123

0 + - 2012-01-15 13:06

yyyy jeżeli programy kulinarne i zagraniczne seriale to ponosy to pozdo :/

PIOTER123

0 + - 2012-01-15 13:07

*pornosy

amb00

1 + - 2012-01-15 13:33

A do serwerów lub super komputerów ?

PIOTER123

1 + - 2012-01-15 20:19

do superkomputerów bardziej by ssd pasowały bo szybsze

Snake73

1 + - 2012-01-16 18:48

10 - 15 filmów i dysk pełny

Snake73

1 + - 2012-01-16 18:49

10 - 15 filmów i dysk pełny 500 GB to za mało

winone

0 + - 2012-01-16 19:35

hahahaha

Shaqq

6 + - 2012-01-15 00:29

Zapominacie o najważniejszym problemie, o którym tu nie wspomniano ani słowem, szybkości odczytu i zapisu. Mogą nawet bit zapisywać 1 atomem ale co z tego jak zapis i odczyt zajmie np połowę dnia mikroskopem wielkości szafy.

dziarsky

-1 + - 2012-01-15 10:06

IBM w tym filmie powinno dodać na końcu "Osiągnęliśmy już granicę możliwości w naszym świecie - uff, więc teraz już dajcie nam spokój, chcemy odpocząć" ;).

magutowski

-2 + - 2012-01-15 13:00

Kurde. W kompie będzie za chwilę małe hieroszima.

kryst85

0 + - 2012-01-15 14:00

A co z żywotnością takich pamięci bo chyba nic nie wspomnieli ?

Glock

1 + - 2012-01-15 15:25

Żywotność marna, bombardowanie powierzchni elektronami niszczy ją, a to własnie robi SEM, z 3 razy zmienia dane i już będzie bezużyteczne.

MasseK

1 + - 2012-01-15 15:21

ładną sumkę kosztowała ta inwestycja 6 Bilion $$$ ! Ciekawe kiedy się im to zwróci ;)

amb00

0 + - 2012-01-15 17:12

Za 20 lat zarobią 2 razy tyle.

lukasz.jakubek

0 + - 2012-01-16 19:14

Nie TA inwestycja kosztowała, a IBM ogólnie wydaje na R&D czyli na badania 6 miliardów dolarów rocznie. I pewnie im się zwraca - z patentów.

irondick

0 + - 2012-01-16 11:36

Jeżeli dyski SSD zostaną solidnie poprawione pod względem wytrzymałości zapis-odczyt oraz będą konkurencyjne cenowo to i może się skuszę.
A i taka myśl mi przyszła do głowy: Jakiej wielkości dysk jesteśmy jako pojedynczy użytkownik w stanie wykorzystać? Mam 2x1 TB i myślę sobie, że gdybym miał ok 10 TB to by mi wystarczyło na wszystkie interesujące mnie dane. Poza tym jeden dysk na backup moich krytycznych plików powiedzmy 4 TB.

Doktorek

1 + - 2012-01-16 19:58

Co po niektórzy mówią po co taka pojemność swego czasu kiedy wychodził na rynek gier Wing Commander II ( pewnie starsi koledzy pamiętają ) strach mnie obleciał bo musiałem polowe dysku przeznaczyć na instalację gry a standardem wtedy był dysk 40MB i nikt sie nie spodziewał że po 20 latach w telefonach będzie 100 krotnie większa pojemność.
Jak ta technologia będzie dostępna każdemu nikogo nie będzie dziwić instalka gry zajmująca 500GB

 
zgłoś naruszenie netykiety lub złe
zachowanie