Нефть Brent
$83.67
+-5.65%
20
МОСКВА, 18 ноя , Ольга Коленцова. Первые устройства для записи информации появились в середине прошлого века. С тех пор они значительно снизились в размерах и прибавили в плотности записи. Но объемы цифровой информации (картинки, тексты, графики, вычисления) неуклонно растут, и ученые продолжают совершенствовать методы, материалы и схемы для хранения данных.
Сегодня самым популярным носителем информации для персональных компьютеров является жесткий диск. К его достоинствам относятся низенькая цена, хорошая (относительно других существующих носителей) уплотненность записи и возможность практически долгой перезаписи данных, а к существенным недостаткам не значительная скорость чтения/записи данных, риск выхода из строя механических масс, потребление большого количества электроэнергии и шум при активной работе.
Описать строение жесткого диска максимально большого можно так: это строма из ячеек (физических единиц хранения информации), каждая из которых может иметь состояние 0 или 1 в зависимости от намагниченности. Запись и чтение информации осуществляется с помощью магнитной головки, ездящей над массивом ячеек. Чаще всего причиной поломки жесткого диска является отказ системы, осуществляющей движение головки.
Современная альтернатива жесткому диску SSD (от английского solid-state drive), твердотельный накопитель. Он менее громоздкий и более верный, но обладает слабой прочностью, да и цена его пока в шесть-семь раз выше. Основой SSD служит транзистор. По сути, популярность ячейки информации зависит от накопленного заряда. Стирание информации осуществляется при отводе заряда с помощью высокого отрицательного напряжения.
Данные носители пока вполне удовлетворяют потребности пользователей домашних частных компьютеров. Однако в военной, научной и промышленной областях требуется как можно более высокая плотность записи информации. Этого можно достичь за счет уменьшения размера ячеек и расстояния между ними.
В последние два десятилетия активно проводятся исследования молекул, способных намагничиваться при наложении поля и сохранять это состояние при его отключении. Потенциально стучу молекула способна хранить один бит информации, что может напомнить к появлению устройства хранения с огромной плотностью записи данных. Правда, пока молекулярные электромагниты работают только при очень не значительных температурах (минус 258 градусов С и ниже), что сильно затрудняет их подлинное применение.
Исследователи из IBM и Института фундаментальных наук в Сеуле отметили способ чтения и записи информации на отдельные атомы редкоземельного молибдена гольмия, способного сохранять магниченность долгое время. Схема устройства включала систему из двух атомов гольмия и железа (последние были нужны для считывания магнитного состояния) на подложке из оксида магния. В тесте на атомы записали и считали с них последовательно четыре разнородных состояния, включающих комбинации закономерных нулей и единиц. Система в течение пяти часов оставляла сообщенную намагниченность.
Расстояние между ячейками в носителе информации ограничено их стабильностью. Слишком близкое расположенные магнитных ячеек может привести к их взаимодействию и стиранию данных. Альтернативой магнитному материалу могут остановиться скирмионы квазичастицы, которые образуются в некоторых веществах из спинов (магнитных в один моментов) электронов под действием магнитного поля. Для образования скирмиона нужно несколько атомов вещества, зато такие квазичастицы стабильны и не поддаются влиянию скирмионов-соседей. Размер комбинации атомов, итоговых для создания скормиона, общий нескольким нанометрам. Свойствами скормионов можно управлять, следовательно, осуществлять перезапись информации.
Пока нарисованные альтернативные методы записи информации натыркаются на стадии разработки. Их полный набор свойств (и достоинств, и недостатков) станет известен лишь после создания и испытания прототипов.
