Pamięć flash

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

Przełomowa technologia IBMa

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

Komentarze

48
Zaloguj się, aby skomentować
avatar
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    Konto usunięte
    7
    Za dużo z tego tekstu nie rozumiem, tam to dopiero pracują ludzie z głową na karku.
    • avatar
      Konto usunięte
      7
      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.
      • avatar
        Konto usunięte
        6
        To teraz czekam na dyski o rozmiarze 500 PB.
        • avatar
          Konto usunięte
          3
          Ładnie !
          • avatar
            Michur
            3
            I to jest odkrycie!
            • avatar
              Konto usunięte
              3
              Po ostatnich incydentach niech od razu opracują wodoodporność tworząc nowa technologie :P
              • avatar
                Glock
                2
                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.
                • avatar
                  Konto usunięte
                  2
                  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.
                  • avatar
                    MasseK
                    1
                    ładną sumkę kosztowała ta inwestycja 6 Bilion $$$ ! Ciekawe kiedy się im to zwróci ;)
                    • avatar
                      Konto usunięte
                      1
                      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
                      • avatar
                        Konto usunięte
                        -1
                        IBM w tym filmie powinno dodać na końcu "Osiągnęliśmy już granicę możliwości w naszym świecie - uff, więc teraz już dajcie nam spokój, chcemy odpocząć" ;).
                        • avatar
                          magutowski
                          -2
                          Kurde. W kompie będzie za chwilę małe hieroszima.
                          • avatar
                            Konto usunięte
                            -4
                            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.
                            • avatar
                              Konto usunięte
                              -7
                              a na cholere komus takie dyski ja mam 500gb i mi spokojnie starcza, wieksze to juz tylko dla szpanu chyba ?
                              • avatar
                                Konto usunięte
                                0
                                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
                                • avatar
                                  Konto usunięte
                                  0
                                  Niech oni zrobią tak z dyskami ssd, to dopiero będzie hardcore.
                                  • avatar
                                    Konto usunięte
                                    0
                                    czekam na premierę
                                    • avatar
                                      phillosoff
                                      0
                                      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.
                                      • avatar
                                        Konto usunięte
                                        0
                                        A co z żywotnością takich pamięci bo chyba nic nie wspomnieli ?
                                        • avatar
                                          irondick
                                          0
                                          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.