Nawet 400TB W jednym dysku

**Кристофер (Kpuc)** · January 18, 2012

IBM tworzy pamięci magnetyczne na poziomie molekularnym

12 atomów wystarczy by zapisać jeden bit informacji. 96 by zapisać bajt, a tylko 480 potrzeba do przechowania reprezentacji 5-literowego słowa w kodzie ASCII. Taką właśnie minimalizację udało się osiągnąć badaczom z IBM w warunkach laboratoryjnych. Technologia, którą da się być może wdrożyć w przyszłości w domowych komputerach będzie względnie mniej imponująca, ale nadal pozwoli na zwiększenie gęstości zapisu danych kilkudziesięciokrotnie.
Sposobów na zwiększanie upakowania danych na dyskach twardych widzieliśmy już całe mnóstwo. Pierwsze kombinacje zaczęły się wraz z przejściem z zapisu równoległego na prostopadły, co przyjęło się już na dobre. Później skupiono uwagę na uporządkowaniu tak zwanych ziaren magnetycznych, a w końcu zaczęto myśleć o zaprzęgnięciu do pomocy lasera, który rozgrzewałby domeny magnetyczne podczas zapisu. To wszystko jednak tylko półśrodki, które nawet w małym stopniu nie przybliżają technologii do granicy możliwości wykorzystywanej do przechowywania danych substancji – żelaza. Dotarli do niej badacze IBM, którzy poszli zupełnie na całość i stworzyli najmniejszy możliwy nośnik informacji atom po atomie.
W laboratoriach IBM udało się stworzyć funkcjonalną, to jest potrafiącą przechować 1 bit informacji domenę magnetyczną z 12 atomów żelaza. Ważne jest to, że grupa takich atomów pozostaje niezależna od innych znajdujących się w pobliżu grup, nie ma na nie wpływu i nie zmienia wartości samoczynnie, a zatem może być wykorzystana do tworzenia pamięci masowych.
Tak niespotykaną dotąd minimalizację udało się osiągnąć dzięki wykorzystaniu antyferromagnetyzmu żelaza w niskich temperaturach. Atomy substancji podlegającej temu zjawisku tworzą dające się uporządkować sieci, w których każdy atom ma przeciwny zwrot momentu magnetycznego niż sąsiedzi. Zmiana zwrotu momentu jednego atomu wpływa automatycznie na pozostałe atomy wchodzące w skład grupy i tylko na nie.
Domena magnetyczna w obecnie dostępnych na rynku dyskach twardych składa się z milionów atomów, a zejście do poziomu kilkunastu przekłada się na zwiększenie gęstości zapisu około 100-krotnie. Jeżeli zatem udałoby się stworzyć 3,5-calowy dysk z wykorzystaniem technologii stworzonej przez IBM, na porządku dziennym byłyby modele o pojemnościach 300-400 TB.

Jest jednak bardzo małe, mikroskopijne, ale całkiem poważne "ale"... Domenę magnetyczną złożoną z 12 atomów da się utrzymać w ryzach jedynie przy temperaturze bliskiej zeru bezwzględnemu, a jeżeli chciałoby się wykorzystać analogiczne podejście w temperaturze pokojowej, konieczne byłoby zwiększenie liczby atomów do 150. Jest to nadal rewelacyjny wynik!
Mimo wszystko, jak przyznaje Andreas Heinrich, fizyk z IBM Research, jego badania prawdopodobnie nie wykroczą poza ramy eksperymentu, a przynajmniej wdrożenie technologii do produkcji nośników na szeroką skalę jest mało prawdopodobne. Wystarczy zważyć na fakt, że pamięć musiała zostać stworzona za pomocą skaningowego mikroskopu tunelowego służącego również później jako głowica odczytująco-zapisująca.

Żeby mówić o jakimkolwiek wykorzystaniu tak stworzonych magazynów danych, czy to w urządzeniach elektronicznych dostępnych dla każdego czy w superkomputerach, należałoby przede wszystkim opracować wydajną i względnie mało kosztowną metodę wytwarzania samych nośników oraz głowic. Na razie badania Heinricha podążą w kierunku stworzenia funkcjonalnego modułu pamięci.
Mimo niezaprzeczalnie dużej wagi osiągnięcia naukowców z IBM w świecie fizyki i technologii, entuzjaści komputerów i elektroniki użytkowej nie mają właściwie powodu do popadania w euforię. O wiele większy wpływ na rynek w ciągu najbliższych kilkunastu lat wywrą na pewno badania prowadzone przez Hitachi, Seagate i Western Digital, a także Toshibę. Mimo że opracowywane w laboratoriach tych firm technologie nie dadzą 100-krotnego skoku gęstości zapisu, są po prostu łatwiejsze do wdrożenia... Czy raczej w ogóle możliwe do wdrożenia w sensownym czasie i za sensowne pieniądze.