Память на все случаи жизни

Недавно во всех новостных лентах прозвучала весть о том, что малоизвестная корпорация Nantero создала память объемом 10 Гбит. В этой статье вы можете узнать подробности об этом сенсационном изобретении.

Бостонская фирма Nantero Inc., созданная в далеком 1991 году, известна тем, что активно занимается разработкой новых технологий, в частности, уделяет немалое внимание поис­ку способов создания энергонезависимой оперативной памяти (RAM) на основе углеродных нанотрубок. Работа над новой памятью (Nonvolatile RAM — NRAM), которая должна была стать дешевой, как DRAM, быстрой, как SRAM, энергонезависимой, как флэш-память и объемистой, как обычные винчестеры, началась в октябре 2001 года.

Ликбез в двух словах
Нанотрубки — это цилиндрические углеродные образования, гигантские молекулы, построенные исключительно из атомов углерода (см. рис.).

NRAM

Фактически, это еще одна аллотропная форма углерода (как алмаз и графит), открытая в 1991 году. Нанотрубки характеризуются целым рядом уникальных свойств: высокой прочностью (на порядок выше стали), а также целым спектром самых неожиданных электрических, магнитных, оптических особенностей (в частности, в зависимости от строения, могут быть проводниками или полупроводниками).

Технология
Исходя из имеющихся данных, принцип строения предлагаемой нанопамяти следую­щий: плата состоит из двух кремниевых подложек, на одну из которых (условно — верхнюю) упорядоченным образом нанесены проводящие нанотрубки из углерода. Расстояние от концов трубок до поверхности противоположной (нижней) подложки — около 100 нм. Площадь, на которой распределены нанотрубки, и иные подробности строения пока не известны. Электрический заряд небольшой силы, возникающий на нижней подложке, притягивает к последней группу нанотрубок, расположенных над ней. Далее притянутые нанотрубки удерживаются в таком состоянии под действием сил Ван-дер-Ваальса до появления следующего электрического заряда. Благодаря такому устройству свисающие нанотрубки могут играть роль битов памяти: «поднятое» состояние — «0», «опущенное» — «1». Из-за того, что в каждом отдельном переходе между указанными состояниями участвует, как сообщает компания, целая группа трубок («несколько десятков»), создается избыточность, что страхует систему от случайных потерь информации.
Утверждается, что малое расстояние между соседними подложками вместе с ничтожными размерами нанотрубок позволяют достичь скоростей записи-чтения порядка половины наносекунды. Напомню, что скорость лучших современных RAM'ов достигает максимум 10 нс.
Многое, тем не менее, остается неясным, в частности, механизм считывания положения нанотрубок относительно нижней подложки; как именно происходит целенаправленное намагничивание определенного участка подложки; насколько долговечной будет такая система и многое другое.
Весьма важным аргументом Nantero является то, что, по их утверждению, для создания плат указанной конструкции не требуется принципиально нового типа произ­водственного оборудования, и NRAM может создаваться с использованием несколько модифицированных технологий, используемых в современной индустрии микрочипов.

Полная труба…
Попытки создания запоминающих устройств с применением нанотехнологий не новы, да и принцип строения платы, предлагаемый Nantero, также, судя по всему, уже рассматривался. Однако другие компании, пытавшиеся реализовать эту задачу, сталкивались со сложной проблемой: каким образом добиться строго правильного расположения нанотрубок на верхней подложке? Традиционным ответом было выращивать все нанотрубки в нужном месте и необходимом направлении. Успех Nantero в том, что они пошли иным путем: сперва вся поверхность кремниевой подложки покрывается тонким слоем нанотрубок, а после этого те из них, которые являются лишними, «выжигаются» электронным пучком посредством литографии. «Этот процесс, — сообщает Томас Руекес (Thomas Rueckes), ведущий научный специалист Nantero и один из ее основателей, — уже сейчас позволяет­ создавать 10-гигабитные носители, однако их размер и емкость могут быть легко увеличены, поскольку на данный момент основным фактором, который ограничивает их размер, является разрешение литографических установок».
Согласно подсчетам компании, общая прибыль от реализации NRAM, которая, при условии своего удачного массового воплощения, является потенциальной заменой всем используемым запоминающим устройствам, составит около $100 млрд ежегодно (!).
По утверждению компании, NRAM имеет­ значительные преимущества по сравнению с другими видами памяти: она будет «значительно быстрее и плотнее записываться, чем DRAM; потреблять меньше энергии, чем Flash и DRAM; а также устойчива к воздействию температуры и магнитных полей». Грэг Щмергель (Greg Schmergel), глава компании и еще один ее основатель, выразил надежду, что за несколько лет инженерам Nantero удастся добиться плотности записи, в 1000 раз превышающей сегодняшние RAM, а также скорости считывания, большей в 100 раз.

Светлое будущее
Однако вернемся к NRAM. Хотя и был представлен массив памяти объемом 10 Гбит, в магазинах он появится нескоро. Итак, чего стоит ждать этот этой технологии? Если NRAM ничто не помешает, потенциальное применение этой технологии безгранично. Возможно, она заменит все существующие виды памяти и распространится повсюду. Отпадет потребность в двух видах памяти: HDD (как объемистой и медленной) и RAM (как быстрой), все это заменит NRAM. Только вот когда?..


Рекомендуем почитать: