Российские физики смоделировали модуль магнитной компьютерной памяти нового типа
Учёные из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ), участника Проекта 5-100, предложили новую концепцию так называемой беговой памяти - магнитной компьютерной памяти, работающей на спиновом токе. Устройства на таком типе памяти будут способны хранить больший объём информации по сравнению с современными флеш-накопителями и жёсткими дисками. Скорость чтения/записи и время хранения данных также возрастут.
Статья об этом опубликована в журнале Scientific Reports .
Модули беговой памяти (англ. racetrack memory) учёные предлагают изготавливать по принципу сэндвича: тяжёлый металл (платина, рутений, тантал и т.д.) покрывается тонким слоем ферромагнетика толщиной около одного нанометра, который сверху закрывается ещё одним слоем тяжёлого металла, чтобы избежать окисления ферромагнетика. В процессе построения модуля предлагается использовать принцип наноструктурирования, что делает эту технологию быстрее, проще и дешевле по сравнению с другими. Носителем информации в модуле будет выступать скирмиониум, топологически устойчивый вихреподобный участок намагниченности, более совершенный аналог скирмиона.
«Мы провели комплексное исследование процессов зарождения, движения и аннигиляции скирмиониума под действием спинового тока. Полученные результаты позволяют организовать процессы записи, хранения и чтения информации в магнитной памяти.
Варьируя магнитные параметры системы и плотность тока, можно получить разную плотность и скорость чтения/записи информации. Кроме того, топологическиеособенности скирмиониума позволяют существенно повысить плотность записи информации. Мы исследовали стабильность скирмиониума под воздействием тока, чтобы определить технологические условия и режимы работы нашей памяти. В скирмиониуме удалось снять ограничения, свойственные скирмиону. В частности, нам удалосьнивелировать силу Магнуса, действие которой приводило к потере данных», - пояснил один из авторов работы, научный сотрудник лаборатории плёночных технологий ДВФУ Александр Колесников.
Учёные показали стабильность скирмиона и скирмиониума до радиусов 2 нанометра и 15 нанометров, соответственно. Если пересчитать в плотность записи, это для первого случая она составит около 50 Терабит/ кв. дюйм, для второго ~1 Терабит/ кв. дюйм. У современных HDD плотность записи ~1 Терабит/ кв. дюйм.
«Поскольку мы предлагаем прототип ячейки памяти, а не готового устройства, корректного сравнения скорости записи провести нельзя. В готовом устройстве число физических элементов, производящих запись информации может отличаться. Чем больше элементов, тем выше скорость. Максимальные значения для готовых современных устройств HDD ~500 Мегабайт/ секунду. Если рассмотреть одну нашу ячейку памяти, то на запись одного бита требуется 700 пикасекунд, что соответствует скорости записи ~170 Мегабайт/секунду. Больше ячеек – выше скорость», - прокомментировал Александр Колесников.
Для работы памяти на скирмиониуме не требуется внешних источников питания, она энергонезависима. Таким образом, диск на беговой памяти сохранит данные, даже если компьютер долго не будет подключён к источнику питания. Современные жесткие диски подвержены процессу размагничивания, при котором происходит полная утрата данных. Этот процесс, впрочем, довольно длительный.
Кроме того, в беговой памяти отсутствует ограничение по числу циклов записи. Это выгодно отличает технологию магнитной беговой памяти от технологии современных SSD-дисков, которые имеют конечное количество циклов перезаписи.
В коммерческом секторе концепцию беговой памяти разрабатывает IBM.
Источник: Проект 5-100
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!
Адрес: 105082, Россия, г. Москва, 2-й Ирининский пер, д. 3
Оставить свой комментарий:
Комментарии по материалу
Данный материал еще не комментировался.