Čeká nás nová éra rychlých pamětí, které využívají magnetické technologie

  • Vědci vymysleli nový magnetický způsob ukládání dat bez využití cívek
  • Technologie poskytuje extrémně rychlý zápis a mohla by se používat i u operačních pamětí
  • Velké výrobní společnosti už se připravují na nové paměti využívající magnetické technologie

Vědci ze Spolkové vysoké technické školy v Curychu zveřejnili nový výzkum v oblasti magnetických pamětí a způsobu, jakým lze ukládat data. Zatímco magnetická technologie je obvykle spojená s nízkou rychlostí, nová technologie zápisu umožňuje řádově zrychlit zpracování dat pro magnetické paměti a tím konkurovat současným technologiím, které se používají například i v oblasti operačních pamětí. Na magnetické technologie se začínají soustředit i velcí hráči v oblasti výroby paměti, takže nás čeká takový velký restart.

Magnetická technologie pro zápis a čtení dat je s námi už opravdu dlouho – téměř 70 let a za tu dobu se příliš nezměnila. Došlo k miniaturizaci a zlepšování efektivity, ale stále se hlavně jedná o rotující pásky, kotouče nebo disky, které mají hlavy a cívky s elektrickým proudem pro čtení a změnu záznamu jednotlivých bitů.

Technologie má stále výhodu hlavně v poměru ceny a kapacity, ale s rychlostí a spotřebou je to bohužel horší. Nová technologie to ale může změnit.

Už žádné cívky

Zásadní změnou nové technologie magnetického zápisu a čtení dat je odstranění prvku, který může jak za nižší rychlost, tak i vyšší spotřebu pevných disků či podobných pamětí – cívka. Místo toho aby k magnetizaci bylo nutné využívat neefektivní cívky, se vědci zaměřili na způsob přímé magnetizace pomocí elektrického proudu.

V kombinaci se speciálním polovodičovým filmem už v roce 2011 bylo ověřeno, že je možné magnetizovat kovové tečky díky efektu „spin orbit torque“. Technologie tehdy slibovala velkou naději na další vývoj a tak vědci dále zkoumali detaily toho, jak přesně funguje a jak by se dala použít v reálném nasazení.

Stačí elektrický proud z blízkého drátu

V aktuálním výzkumu vědci použili pro výstavbu prototypu desku obsahující kobaltové tečky o průměru 500 nm, jejichž magnetický moment byl upravován pouze elektrickým proudem, přesněji řečeno jednotlivými pulzy proudícími skrze blízký drát z platiny. Pomocí rentgenových paprsků pak sledovali, jak dochází ke změně magnetizace.

A tady přichází reálné ověření rychlosti – ke změně magnetického momentu zmíněné kobaltové tečky bylo zapotřebí méně než jedna nanosekunda, přičemž je zároveň možné velmi přesně specifikovat, kdy změna začne a kdy skončí.

To je dle vyjádření výrazný posun od současných technologií, které jsou silně vázané na materiál a jeho tepelnou proměnnost. Vědci rovnou ověřovali i výdrž tohoto způsobu zápisu a „vypálili“ celkem 20 bilionů pulzů s frekvencí 20 MHz bez poškození kvality fungování procesu magnetizace (změna ze stavu 0 na 1 a opačně).

Magnetická budoucnost zajímá i další

Díky skvělým parametrům i u tohoto prototypu vědci počítají s tím, že by se tato technologie mohla uchytit i ve speciální verzi magnetických operačních pamětí (MRAM), které poskytují podobný či vyšší výkon než současné DRAM a navíc dokáží data udržet i bez dodatečného napájení.

Klepněte pro větší obrázek
Porovnání paměťových technologií dle rychlosti zápisu a výdrže

Magnetické operační paměti nejsou žádným novým konceptem, ale za posledních 20 let se v této oblasti uskutečnilo mnoho objevů a nových technologií, které by se už brzy měly podílet na reálném hromadném nasazení. Doposud totiž základní formu MRAM vyráběla více méně jen společnost Everspin a to pomocí velmi zastaralé 180nm technologie výroby.

Minulý rok ale oznámil Samsung, že chystá vlastní MRAM, IBM dokonce uvedlo, že se podařilo otestovat výrobu na 11 nm s rychlostí přepínaní stavů na 10 ns (7,5 mikoampér). Vlastní MRAM také předvedla Toshiba ve spolupráci se společností Inston.

Oficiální materiál k výzkumu si můžete stáhnout ve formě PDF.

Ve starším Týdnu Živě jsme probrali inovace, včetně disket:

_​

Diskuze (11) Další článek: Každý mobil může mít 400 GB. Ale stojí o ně ještě někdo?

Témata článku: Věda, Technologie, Výzkum, IBM, Samsung, Toshiba, Pevné disky, Rentgenový paprsek, Dodatečné napájení, MRAM, Nový koncept, Vědec, Paměť, Starý týden, Magnetický zápis, Hromadné nasazení, Magnetická paměť, Elektrický proud, Nový výzkum, Velká naděje, Rychlý zápis, Jednotlivé bity, Paměťová technologie, Minulý rok, Cívka


Určitě si přečtěte

Nechcete platit za Total Commander? Těmito bezplatnými programy ho můžete nahradit

Nechcete platit za Total Commander? Těmito bezplatnými programy ho můžete nahradit

** Total Commander je na Windows takřka legendou ** Licence však stojí více než tisíc korun ** Našli jsme pro vás deset alternativ dostupných zdarma

Karel Kilián | 140

Takhle zemřete, když asteroid dopadne na vaše město

Takhle zemřete, když asteroid dopadne na vaše město

** Jak by to dopadlo, kdyby na světovou metropoli či do nedalekého moře dopadl velký asteroid? ** Simulovali to odborníci z University of Southampton ** Výsledky jsou velmi zajímavé

Petr Kubala | 32

Budoucnost elektroniky: čeští vědci stojí za revolučním čipem, který nemá ve světě obdoby

Budoucnost elektroniky: čeští vědci stojí za revolučním čipem, který nemá ve světě obdoby

** Čeští vědci pod vedením Tomáše Jungwirtha vyvíjí nový typ revolučního paměťového čipu ** Zatímco v současnosti elektronika pracuje s elektrony, v budoucnu to budou spiny elektronů ** Čipy budou moci být klidně i 1 000x rychlejší a úspornější

Karel Javůrek | 32

Šmírovačka kamerami Googlu: Koukněte se, co nového zachytily na Street View

Šmírovačka kamerami Googlu: Koukněte se, co nového zachytily na Street View

Google stále fotí celý svět do své služby Street View. A novodobou zábavou je hledat v mapách Googlu vtipné záběry. Podívejte se na výběr nejlepších!

redakce | 44

Sex a rozmnožování při mezihvězdné cestě: Kolik lidí je potřeba pro let k Proximě Centauri?

Sex a rozmnožování při mezihvězdné cestě: Kolik lidí je potřeba pro let k Proximě Centauri?

** Vědci spočítali, jak velká by musela být posádka pro vícegenerační let k nejbližší hvězdné soustavě ** Proxima Centauri se nachází 4,3 světelných let od nás ** Za současných technologií bychom k ní letěli 6300 let

Petr Kubala | 52

15 věcí, které umí Windows 10, ale možná o nich vůbec nevíte

15 věcí, které umí Windows 10, ale možná o nich vůbec nevíte

** Systém Windows 10 umí spoustu užitečných drobností ** O mnoha praktických funkcích pravděpodobně ani nevíte ** Poznejte užitečné tipy, které se vám mohou hodit každý den

Vladislav Kluska | 36

Apple: naše mapy budou nejlepší na světě. Tajně jsme na nich pracovali několik let

Apple: naše mapy budou nejlepší na světě. Tajně jsme na nich pracovali několik let

** Apple odhalil své plány na zcela nové mapy ** Několik let pracuje na nových mapách, které by měly předběhnout konkurenci ** Objeví se s příchodem iOS 12 pro vybrané státy

Karel Javůrek | 50