新分子有望帶來超高密度的SSD替代品
存儲研究領(lǐng)域的***突破可能在未來為我們帶來新型的固態(tài)硬盤設(shè)備,這種設(shè)備將可以像硬盤驅(qū)動器一樣使用,并能存儲1000倍更多的數(shù)據(jù)。
近日,麻省理工學(xué)院科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究小組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了新的分子存儲方式,即把數(shù)據(jù)存儲在單個分子中。這項突破可以將該技術(shù)從實驗室引入數(shù)據(jù)中心,降低其制造成本。
這項發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵是印度科學(xué)教育和研究學(xué)院(IISER)的化學(xué)家研發(fā)的一種新的分子,這種分子允許研究人員使用更少的材料層來構(gòu)建磁性內(nèi)存,使其更薄、更便宜以及在常溫下更可用。這將為消費者和企業(yè)帶來每平方英寸1000TB數(shù)據(jù)的存儲。
領(lǐng)導(dǎo)這項研究的麻省理工學(xué)院的Jagadeesh Moodera表示,基于這項新發(fā)現(xiàn)的存儲設(shè)備可能要五年或十年才會面市。這項發(fā)現(xiàn)可能會引發(fā)更多此類研究來開發(fā)更多更好的內(nèi)存設(shè)計。
Moodera表示:“現(xiàn)在我們已經(jīng)知道,應(yīng)該往哪個方向走。”
分子內(nèi)存將數(shù)據(jù)存儲在特殊分子中,使用單個分子的磁狀態(tài)來表示二進制數(shù)據(jù)的1和0。與現(xiàn)有的硬盤驅(qū)動器相比,這種技術(shù)可以在更小的空間內(nèi)存儲更多數(shù)據(jù)。
此前分子內(nèi)存的實驗裝置將用于存儲的分子層(被稱為絕緣體)夾在兩個磁電荷層(被稱為鐵磁電極)之間。改變這些電極的相對磁方向會改變中間分子的導(dǎo)電性,而導(dǎo)電性的這兩種狀態(tài)可以代表1和0。
IISER研究人員開發(fā)出一種新的分子,并發(fā)現(xiàn)只需通過一個鐵磁電極就能改變其導(dǎo)電性。這意味著其他層可以是普通的金屬電極。
金屬電極比鐵磁電極更便宜,但它同樣也可以檢測到單個存儲分子的狀態(tài)變化。因此,它可以代替硬盤驅(qū)動器上使用的傳感器。Moodera表示,這種存儲設(shè)備將沒有可移動部件,但仍然具有很長的“寫入壽命(write life)”。寫入壽命,或者說新數(shù)據(jù)可以被寫入到存儲設(shè)備的次數(shù),通常是硬盤驅(qū)動器高于閃存。這也是某些企業(yè)還沒有使用固態(tài)存儲的原因。
這種新分子和分層技術(shù)還使研究小組只需使用一個絕緣體分子層,使我們更容易制造分子內(nèi)存。之前這種技術(shù)需要使用五個或六個分子層,而這增加了成本。
此外,這項新發(fā)現(xiàn)還將帶來更大的穩(wěn)定性,使整個系統(tǒng)需要更少的冷卻。此前實驗室中的分子內(nèi)存設(shè)備需要冷卻到接近絕對零度。而現(xiàn)在只需要零攝氏度或者冰點,分子內(nèi)存就能使用。這種溫度方面的進步讓Moodera對未來發(fā)展感到樂觀,這種設(shè)備最終將能夠滿足IT部門的操作要求—通常要求在100攝氏度(水的沸點的溫度)保證數(shù)據(jù)的存活。
有了足夠的資金,我們相信在未來幾年內(nèi)進一步的研究將會研發(fā)出新類型的分子(IISER開發(fā)的分子是石墨烯分子片段),以及處理這些新型分子的新方式,而不需要溶解分子,因為它們比現(xiàn)在存儲設(shè)備中使用的元件更脆弱。
與此同時,現(xiàn)在我們使用的歷史悠久的硬盤驅(qū)動器設(shè)計可能產(chǎn)生更高的密度,總之,需求將推動存儲領(lǐng)域的探索。