Firma IBM ogłosiła, że stworzyła najmniejszy na świecie magnes, o wielkości zaledwie jednego atomu, i umieściła na nim 1 bit danych. Dla porównania, dzisiejsza technologia wykorzystuje około 100 000 atomów do przechowywania 1 bitu danych. To ogromny postęp pod względem gęstości przechowywania danych. IBM podaje przykład, że biblioteka iTunes licząca 35 milionów utworów będzie mogła zmieścić się na powierzchni nie większej niż karta kredytowa. Ten przełom jest wynikiem 35 lat doświadczenia IBM w dziedzinie nanotechnologii, w tym wynalezienia tunelowego mikroskopu skaningowego, nagrodzonego Nagrodą Nobla.
Pojedynczy atom holmu
Zwiększanie gęstości (szczególnie w ramach tej samej fizycznej powierzchni) jest celem branży pamięci masowych od jakiegoś czasu. Chociaż obserwujemy ciągły wzrost pojemności dysków twardych (HDD), z dyskami PMR osiągającymi 8 TB i dyskami helowymi sięgającymi 12 TB, które są obecnie dostępne, dyski SSD naprawdę wystartowały z pojemnością sięgającą 100 TB w jednym formacie 3.5 cala. Jednak to ogłoszenie IBM zmiażdżyłoby inne gęstości. Nowa technologia mogłaby potencjalnie zapewnić gęstość pamięci masowej 1,000 razy większą niż dzisiejsze dyski HDD i SSD. Oznacza to nie tylko, że centra danych mogłyby potencjalnie zajmować znacznie mniej miejsca (1/1000 obecnej przestrzeni wykorzystywanej do przechowywania danych), ale także oznaczałoby, że inne urządzenia korzystające z pamięci masowej mogłyby być znacznie mniejsze, takie jak komputery i urządzenia mobilne.
IBM wykorzystało najmniejszą jednostkę materii, atom, i wykazało, że jeden bit danych można odczytać lub zapisać za pomocą prądu elektrycznego. Następnie wykazano, że dwa atomy magnetyczne oddalone od siebie o jeden nanometr mogą być niezależnie zapisane i odczytane. Bit to najprostszy element informacji, jaki komputer potrafi zrozumieć. Ma on tylko jedną z dwóch wartości: 1 lub 0. Zaczynając od tej niewielkiej ilości danych, IBM postanowiło sprawdzić, jak mała może być pojemność pamięci masowej do ich przechowywania.
Zamiast owijać w bawełnę, zacytuję IBM: „Najmniejszy magnes świata, podobny do magnesu w lodówce, również ma północny i południowy biegun magnetyczny, ale składa się tylko z jednego atomu holmu. Pojedynczy atom holmu jest przymocowany do starannie dobranej powierzchni, tlenku magnezu, co sprawia, że jego bieguny północny i południowy utrzymują się w stabilnym kierunku, nawet gdy są zakłócane, na przykład przez inne magnesy w pobliżu. Dwie stabilne orientacje magnetyczne definiują „1” i „0” bitu. Ostra metalowa igła specjalnego mikroskopu wprowadza prąd, który odwraca północny i południowy biegun magnetyczny atomu, zmieniając go w ten sposób między „1” a „0”. Odpowiada to procesowi „zapisu” na dysku twardym. Naukowcy mogą następnie zmierzyć prąd magnetyczny przepływający przez atom, aby określić, czy jego wartość wynosi „1”, czy „0”. To jest proces „odczytu”. Więcej o właściwościach magnetycznych atomu dowiedziano się dzięki nowej technice detekcji przedstawionej w artykule towarzyszącym opublikowanym na początku tego tygodnia w recenzowanym czasopiśmie naukowym. Nature Nanotechnology. Technika mechaniki kwantowej zwana „rezonansem spinowym” pozwoliła naukowcom wykorzystać pojedynczy atom żelaza jako czujnik do pomiaru pola magnetycznego każdego atomu holmu.
Naukowcy z IBM Research wykorzystali skaningowy mikroskop tunelowy (STM), wynalazek IBM, który w 1986 roku zdobył Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki, do budowy i pomiaru izolowanych fragmentów pojedynczych atomów za pomocą atomów holmu. Ten specjalny mikroskop działa w ekstremalnych warunkach próżni, aby wyeliminować zakłócenia ze strony cząsteczek powietrza i innych zanieczyszczeń. Mikroskop wykorzystuje również ciekły hel do chłodzenia, co pozwala atomom zachować orientację magnetyczną wystarczająco długo, aby można je było niezawodnie zapisywać i odczytywać.
Zakładając, że IBM udoskonali i rozwinie tę technologię przy rozsądnych kosztach, może ona zrewolucjonizować branżę. Wyobraź sobie dysk twardy o pojemności 12 PB w formacie 3.5 cala. Niektóre obecne organizacje mogłyby przechowywać wszystkie swoje dane na jednym dysku, a dodatkowo na jednym do odzyskiwania danych po awarii. Technologia ta mogłaby też pomieścić wiele terabajtów danych w urządzeniu mobilnym. Oczywiście wydajność i zużycie energii to kolejne problemy, które mogłyby potencjalnie hamować ten postęp we wszystkich obszarach. Zakładając jednak, że osiągnęłaby taką samą wydajność jak obecne dyski twarde, z pewnością zmieniłaby zasady gry w zakresie pamięci masowej w chmurze.
Amazon