jövő memória

A megjelenése a közeljövőben igénylő, főként magas számítási teljesítményt tesz most arra törekszünk, hogy új technikai megoldások nemcsak javítása feldolgozók maguk, hanem egyéb alkatrészek a PC. Nem számít, hogy milyen processzort használnak gyártási technológia, az adatok mennyisége hozzájuk szállított feldolgozásra határozza meg azokat a képességeket és egyéb számítógépes alrendszereket. Kapacitásai modern tárolóeszközök tükrözik ezt a tendenciát. CD-ROM lemezek tárolására képes 700MV információt, fejlődő DVD-ROM technológia - 17HU. Mágneses rögzítési technika is fejlődik nagyon gyorsan - az elmúlt évben egy tipikus merevlemez-kapacitás asztali számítógépek nőtt 15-20 GB vagy több. Azonban a jövőben számítógépek lesz feldolgozni több száz gigabájt, sőt terabájt információt - sokkal több, mint képes befogadni bármilyen ma létező, CD-ROM-ok, vagy merevlemezeket. Karbantartás az ilyen adatok mennyisége és mozgassa őket a feldolgozására ultragyors processzor szükség radikálisan új megközelítését, hogy tároló eszközök.

holografikus memória

Széles kilátások ezen a területen megnyitja az optikai rögzítési technológia néven ismert holográfia: lehetővé teszi, hogy a nagyon magas sűrűségű felvételt, miközben a maximális sebesség az adatokhoz való hozzáférés. Ezt úgy érjük el, hogy a holografikus kép (hologram) van kódolva egy nagy adatblokk, hogy van rögzítve csak egy kezelést. És amikor olvasás történik, az egész egység törlődik a memóriából. Olvasásra vagy írásra blokkok holografikus tárolt fényérzékeny anyag (alapanyag elfogadott lítium niobátban, LiNbO3) adat ( „oldalak”) használnak lézert. Elméletileg több ezer ilyen digitális oldalakat, amelyek mindegyike tartalmaz akár egymillió bit lehet helyezni a méret a kockacukor. És elméletileg várt adatsűrűség 1TB per köbcentiméter (TB / Sm3). A gyakorlatban a kutatók elérésére számítunk 10GB / Sm3 sűrűsége a rend, ami szintén nagyon hatásos, ha összehasonlítjuk a ma használt mágneses - nagyságrendileg több MB / SM2 - ez nem tartalmazza a készülék mechanizmus. Ezen sűrűségű optikai rögzítési réteget, amelynek vastagsága körülbelül 1 cm, tárolja mintegy 1TV adatokat. És mivel az ilyen tároló rendszer nem tartalmaz mozgó alkatrészt, és az adatokhoz való hozzáférés oldalak párhuzamosan, akkor várható, hogy a készülék egy sűrűsége 1GB / Sm3 és még magasabb.

Rendkívüli lehetőség topográfiai memória érdeklődő tudósok számos egyetem és az ipari kutató laboratóriumok. Ez az érdeklődés már régóta be van két kutatási programok. Egyikük - PRISM programot (Fotorefraktív Information Storage Material), amelynek célja, hogy megtalálja a megfelelő fényérzékeny anyagok tárolására hologramok és egy tanulmány tárolásuk tulajdonságait. A második kutatási program - HDSS (Holografikus adattárolás System). Csakúgy, mint a PRISM, ez biztosítja a számos alapkutatás, tagjai pedig ugyanaz a cég. Bár a cél az, hogy megtalálják PRISM alkalmas közeg tárolására hologramok HDSS alakulására összpontosított a hardver szükséges gyakorlati megvalósítása holografikus tároló rendszerek.

Hogy vannak a holografikus memória rendszer? Vegyük ki a telepítéshez, a kutatócsoport a begyűjtött Almaden Research Center.

A kezdeti szakaszban ez a készülék egyik részlege a gerenda a kék-zöld argon lézerrel két komponensre - a referencia és tárgynyalábok (az utóbbi a hordozója az adatok is). Tárgy gerenda megy életlenre úgy, hogy teljes mértékben megvilágítja a fénymodulátor (SLM - térbeli fénymodulátor), amely egy folyadékkristályos (LCD) panelt, amelyen információs oldal jelenik meg álló mátrixot világos és sötét pixelek (bináris adatok) .

Mindkét gerendák vannak irányítva a fényérzékeny chip, ahol azok kölcsönhatása. Ennek eredményeként ez a kölcsönhatás az interferencia mintázat képződik, amely az alapja a hologramon és tárolja, mint egy sor törési index variációk vagy reflexiós együttható belül ez a kristály. Ha az adatok olvasását kristály világítja meg a referencia nyaláb, amely együttműködik a tárolt interferencia mintázat a kristály, átveszi a műsort az oldalt egy kép „sakktábla” világos és sötét pixelek (referencia hullám hologram átalakítja egy másolatot az objektum). Ezután, a kép küldött egy mátrix detektor, amely alapjául szolgál a töltéscsatolt eszközzel (CCD - Charge-Coupled Device, vagy CCD), egy izgalmas teljes oldalnyi adatot. Ha az adatok olvasását referencianyalábbal kell esnie a kristály ugyanolyan szögben, ahol az adatok rögzítésére, és lehet olyan változás a szög nem több, mint egy fok. Ez lehetővé teszi a nagy adatsűrűség: változó a szög a referencia nyaláb vagy a frekvenciát, akkor a rekord további adatokat oldalak ugyanabban kristály.

Azonban további hologramok megváltoztatják az anyag tulajdonságait (mint például a változások csak egy rögzített számú), ami a képek a hologramok fénytelen lesz, ami oda vezethet, hogy torzulását, amikor az adatok olvasását. Ez magyarázza a korlátozás a valós memória, amelyik az anyagot. A dinamikus része a közeg határozza meg az oldalak számát, hogy ténylegesen tartani, így a résztvevők részt vesz a vizsgálatban PRISM és korlátozások a fényérzékeny anyag.

Használt a háromdimenziós holográfia odaítélési eljárásában több oldalnyi adatot ugyanolyan mennyiségű nevezzük multiplexelés. következő multiplexelési hagyományosan használt módszereknek: a beesési szög a referencia nyaláb, hullámhossz és a fázis, de sajnos ezek igényel bonyolult optikai rendszerek és vastag (néhány milliméter vastag) hordozót, amely alkalmatlanná teszi őket a kereskedelmi alkalmazás, legalább területén az információ feldolgozás. Azonban az utóbbi időben, három új Bell Labs multiplexelési módszerek találták ki: nyírási, a nyílást és korrelációs használatán alapuló változás helyzetben a hordozóhoz viszonyítva, a fénysugarak. Ugyanakkor nyírási és a rekesz multiplexelés segítségével egy gömb alakú referencia nyaláb, és a korrelációs - egy csomó még bonyolult alakzatok. Továbbá, mivel a mechanikus mozgó alkatrészek részt a korreláció és a váltás multiplexelést, a hozzáférési időt, amikor használják lesz nagyjából azonos, mint a hagyományos optikai lemezek. Bell Labs tudott építeni egy kísérleti járművet alapuló összes azonos lítium-niobát, azt a technikát alkalmazva a korrelációs multiplexelés, azonban, mivel a rögzítési sűrűsége kb 226GB per square inch.

További nehézsége létrehozását holografikus memória eszközök az volt, hogy megtalálja a megfelelő anyagot a hordozót. Most a holográfia területén vizsgálatokat végeztünk fotoreaktív anyagok (főként a fent említett lítium niobátban), de ha ezek rögzítésére alkalmas holografikus képet ékszerek, akkor ez nem mondható el, tekintettel a információrögzítő-, sőt a kereskedelmi eszközök: drágák, érzékenysége alacsony és korlátozott dinamika tartomány (frekvencia sávszélesség). Ezért kifejlesztettünk egy új osztályát fotopolimert anyagok jó kilátásokkal szempontjából kereskedelmi alkalmazások. Fotopolymers olyan anyagok, amelyek alatt a fény hatása irreverzibilis változások vezetnek a ingadozások a készítményben és a sűrűség. Azáltal anyagok a hosszabb életciklus (a tárolás szempontjából rögzített információk rájuk), és ellenáll a hőmérsékletnek, és hogy javított optikai tulajdonságokkal, általában alkalmas egyszer írható adatok (WORM).

És végül, még egy probléma - a bonyolultsága az alkalmazott optikai rendszer. Így, nem alkalmas LED alapú félvezető lézerek használt hagyományos optikai eszközök, mert nem rendelkeznek elegendő kapacitással, hogy egy gerenda magas divergencia és végül, egy félvezető lézer, az előállított sugárzásnak a középső tartományban a látható spektrum, nagyon nehéz beszerezni holografikus memória. Arra is szükség van egy erős lézer, amely egy több párhuzamos nyaláb lehet. Ugyanez mondható el a térbeli fény modulátorok: Egészen a közelmúltig, nem volt ilyen eszköz, hogy fel lehetne használni holografikus memória rendszerekben. Azonban az idők változnak, és ma már elérhetővé vált olcsó szilárdtest lézer, meg microelectromechanical technológia (MEM - Micro-elektromos mechanikus, eszközök alapján ez a tömbök mikrotükrök mérete mintegy 17 mikron), ez nem is lehetne jobban alkalmas a szerepét SLM.

Tehát, az előnyöket az új technológia több mint elég: amellett, hogy információt tárolnak és párhuzamosan, akkor lehetséges nagyon nagy sávszélesség és bizonyos esetekben, a nagy sebességű véletlen hozzáférésű. És ami a legfontosabb - gyakorlatilag nincs mechanikus alkatrészek, amelyek jellemzőek a jelenlegi gondnokok információk (például orsók hatalmas fordulatok száma). Ez biztosítja nem csak a gyors hozzáférés (egy adott technológia pontosabb azt mondani, instant) adatai szerint alacsonyabb meghibásodási valószínűsége, hanem az alacsonyabb energiafogyasztás, mivel ez a merevlemez - az egyik legtöbb energiát összetevői a számítógépet. Azonban vannak nehézségek az összehangolás optika, így először ezeket az eszközöket valószínűleg továbbra is „félelem” harmadik fél „mechanikai hatások”.