Racetrack Memory: в IBM Labs разрабатывается в 100 раз более эффективная технология хранения данных

27 декабря 2010, 20:12

Ученые из IBM Research, исследовательского подразделения корпорации IBM, сообщили о неизвестном ранее физическом аспекте нового технологического метода записи информации, известного как Racetrack Memoryрековая» память) и способного улучшить возможности памяти в мобильных телефонах, ноутбуках и серверах бизнес-класса. Этот новый тип памяти позволяет многократно – не менее чем в 100 раз – увеличить объем сохраняемой в запоминающем устройстве информации и использовать при этом гораздо меньше электроэнергии по сравнению с существующими накопителями.

IBM

Проект Racetrack Memory, который был запущен в IBM Research всего шесть лет назад, коренным образом пересматривает доминирующую сегодня парадигму компьютерной памяти. Вместо того чтобы заставлять компьютеры разыскивать данные, которые им нужны – как это происходит в традиционных вычислительных системах – память Racetrack Memory от IBM автоматически направляет данные туда, где они могут быть использованы, перемещая магнитные биты «взад и вперед» вдоль треков (racetracks). Эта технология позволит производителям электронных изделий разработать портативное устройство, способное «с запасом» хранить в виде цифровых данных все фильмы, выпущенные в мире за целый год.

Цифровые данные обычно сохраняются на магнитных жестких дисках, которые отличаются невысокой стоимостью и низким быстродействием из-за своих механических движущихся частей, либо в твердотельных накопителях, таких как флэш-память, которые работают быстрее, но и стоят дороже. Ученые и инженеры стремятся сочетать в «трековой» памяти только лучшие стороны этих двух традиционных типов запоминающих устройств путем сохранения данных в виде магнитных областей – т.н. доменов – в треках (своеобразных беговых дорожках) шириной в несколько десятков нанометров.

Racetrack Memory

Открытый учеными IBM неизвестный ранее физический аспект «трековой памяти», подробности о котором опубликованы в научном журнале Science, позволяет с высокой точностью контролировать размещение этих доменов на треках. Команда IBM доказала, что магнитные домены могут выступать в роли наноразмерных «хранителей» данных, способных сохранять, по меньшей мере, в 100 раз больше информации по сравнению с сегодняшними технологиями. Более того, доступ к хранимым в виде магнитных доменов данным может осуществляться гораздо быстрее. Контролируя параметры электрических импульсов в запоминающем устройстве, ученые могут перемещать эти доменные стенки по трекам со скоростями в сотни миль в час и, затем, останавливать их и размещать точно на требуемых позициях, что позволяет обеспечить доступ к большим массивам хранимой информации менее чем за одну миллиардную долю секунды.

Группе ученых из IBM впервые удалось измерить время и расстояние ускорения и замедления доменной стенки при ее перемещении под воздействием импульсов электрического тока – иными словами, определить характеристики физического эффекта, лежащего в основе перемещения и обработки цифровой информации в «трековой» памяти. Это революционное достижение не только дает ученым беспрецедентный контроль над перемещениями магнитных структур внутри запоминающего устройства на основе «трековой» памяти, но также позволяет усовершенствовать память Racetrack Memory, приближая ее появление в виде рыночного продукта.

«Мы обнаружили, что доменные стенки не достигали максимального ускорения сразу после включения электрического тока, и что им требуется в точности столько же времени и скорости для достижения пикового ускорения, сколько и для замедления до полной остановки, – сообщил доктор Стюарт Паркин (Stuart Parkin) из исследовательского центра IBM Research-Almaden, обладатель почетного звания IBM Fellow. – Раньше об этом не было известно, отчасти потому, что было неясно, обладают ли доменные стенки массой, и эффекты ускорения и замедления полностью компенсируют друг друга. Теперь мы знаем, что доменные стенки можно с высокой точностью позиционировать вдоль треков, варьируя длительностью импульсов тока – даже при том, что доменные стенки обладают массой».

Для достижения максимально высокой плотности записи и быстродействия памяти, доменные стенки внутри запоминающего устройства нужно перемещать по трекам со скоростями в сотни миль в час и размещать на требуемых позициях с точностью атомарного уровня. Эти временные циклы (десятки наносекунд) и расстояния (микроны) – на удивление протяженны, тем более что предыдущие эксперименты показали отсутствие каких-либо доказательств ускорения или замедления доменных стенок, перемещавшихся по «гладким» трекам под действием электрического тока.

Дополнительную информацию о памяти Racetrack Memory можно получить на сайте IBM.

Напомним: если вы ждали появления сбалансированных и доступных твёрдотельных накопителей (SSD) на рынке, то это время уже настало. В тестовую лабораторию редакции THG.ru поступило десять новых твёрдотельных накопителя с разной ёмкостью и на разных контроллерах. Мы добавили к ним лучшие модели из предыдущих тестов, так что наш материал охватывает 17 SSD на современном рынке. Какие модели лучше всего выбрать? Об этом вы узнаете в обзоре «Твёрдотельные накопители (SSD): тест 17 моделей».