Znajdź zawartość

Były wiceprezes ds. badawczych w Seagate Technology, profesor Mark Kryder z Carnegie Mellon Univeristy, założyciel Data Storage System Center oraz jego student Chang Soo Kim przeprowadzili studium nt. przyszłości technologii przechowywania danych. W jego ramach przebadali 13 nieulotnych technologii przechowywania informacji, które są postrzegane jako możliwi następcy dysków twardych (HDD). Obaj specjaliści przeanalizowali rynkowe szanse badanych technologii, prawdopodobieństwo z jakim mogą zastąpić HDD oraz przyszłą cenę terabajta pojemności do roku 2020. Najważniejszą konkluzją ich prac jest stwierdzenie, iż jest bardzo mało prawdopodobne, by jakiekolwiek urządzenia wykorzystujące pamięci nieulotne były w stanie w najbliższym dziesięcioleciu konkurować cenowo z HDD. Zdaniem naukowców "mapa drogowa" rozwoju technologii litograficznych (ITRS - International Technology Roadmap for Semiconductors) pokazuje, że w przyszłej dekadzie nie rozwiną się one na tyle, by zapewnić odpowiednio wysoką gęstość zapisu, co pozwoliłoby na obniżenie ceny technologii alternatywnych tak, by stały się one tańsze od HDD. Największe szanse na konkurowanie z obecnymi dyskami mają technologię pozwalające na zapisanie wielu bitów w pojedynczej komórce oraz takie, które korzystają z pamięci zmiennofazowych (PCRAM) i STT-RAM. W podsumowaniu swojej analizy, naukowcy stwierdzają: Przyjmując, że technologia HDD będzie rozwijała się w takim tempie, jak w przeszłości, w roku 2020 dwutalerzowy 2,5-calowy dysk twardy będzie w stanie przechowywać ponad 40 terabajtów danych, a jego cena wyniesie około 40 dolarów. Na długo przed rokiem 2020 technologia pamięci flash osiągnie granicę, poza którą nie będzie można jej skalować. Istnieje obecnie duże zainteresowanie technologiami pamięci nieulotnych, które zastąpią flash i w przyszłości być może i HDD. W dokumencie tym porównaliśmy trzynaście z nich. Uznając za najważniejszy czynnik gęstość zapisu oraz biorąc pod uwagę wydajność, najbardziej obiecujące wydają się technologie typu racetrack. Jednak zależą one od synchronicznego przemieszczania ścian domen w rejestrach, co już w przeszłości okazało się niepraktyczne i nadal jest dalekie od wdrożenia. Tym bardziej, że nad technologią tą nie pracuje odpowiednia liczba badaczy, którzy mogliby rozwiązać trapiące ją problemy. Obiecująco duże gęstości zapisu można uzyskać w pamięciach korzystających z próbników, tym bardziej, że produkcja ich głowic nie jest mocno ograniczana przez rozwój technologii litograficznych. Z drugiej jednak strony, ich wydajność jest niższa niż wydajność innych technologii i, podobnie jak w pamięciach racetrack, są one dalekie od praktycznego zastosowania. Również nad nimi pracuje mało specjalistów. Pamięci holograficzne mogą potencjalnie mieć wysoką gęstość przy niskich kosztach, jednak jak dotąd sprawdzają się tylko w zastosowaniach polegających na jednorazowym zapisie nośnika, a to zupełnie inny rynek. Układy MRAM i FRAM należą do najdroższych, a ich koszt jest podobny do kości DRAM, dlatego też nie zastąpią układów flash czy dysków twardych. Pamięci polimerowe, molekularne i SEM (Single Electron Memory) charakteryzują się niską gęstością zapisu i krótkimi czasami przechowywania danych, co czyni je nieprzydatnymi w rozważanych zastosowaniach. Z kolei kości typu NRAM wydają się być dobrymi kandydatami, jednak ich prognozowana gęstość, a co za tym idzie i koszt, nie są wystarczająco konkurencyjne. Produkty takie jak RRAM, CBRAM, STTRAM i PCRAM mają małe komórki i potencjalnie nadają się do przechowywania wielu bitów w pojedynczej komórce, dzięki czemu mogą w przyszłości konkurować z dyskami twardymi Wśród nich PCRAM są najbardziej dojrzałe i już trafiły na rynek, a STTRAM wydają się oferować najlepszą wydajność.

Mało znana australijska firma 4DS Inc. twierdzi, że wyprzedziła światowych gigantów i dokonała znaczącego przełomu na drodze do wyprodukowania pamięci rezystywnych (RRAM - resistive random access memory). Teraz przedsiębiorstwo szuka partnerów, którzy rozpoczną wraz z nim produkcję nowego typu pamięci uniwersalnej, czyli łączącej w sobie zalety pamięci flash (gęstość i przechowywanie danych bez konieczności odświeżania) i DRAM (szybkość pracy). RRAM to pamięć półprzewodnikowa, w której materiał zmienia rezystancję pod wpływem przyłożonego napięci elektrycznego. Jej zalety to duża gęstość upakowania danych, niewielki pobór mocy oraz przechowywanie danych po odłączeniu zasilania. Prace badawcze nad RRAM trwają od 2000 roku, kiedy to odkryto, że w materiałach cienkowarstwowych (thin film) pod wpływem impulsu elektrycznego zachodzi zmiana rezystancji. W skład badanych materiałów wchodziły zwykle złożone tlenki o strukturze perowskitów. Od wielu lat badania nad RRAM prowadzą najwięksi - Sharp, Sony, Samsung, Micron, Elpida czy Hynix. Podobno sami Japończycy wydali na nie 100 milionów dolarów i, jak dotąd, na rynek nie trafiły żadne pamięci tego typu. Nie widać też rezultatów badań prowadzonych przez europejski IMEC we współpracy z piątką największych producentów układów pamięci - Samsungiem, Hyniksem, Quimondą, Micronem i Elpidą. W roku 2007 z firmy 4D-S Pty. Ltd. wyłoniła się 4DS z siedzibą w Kalifornii, która zebrała fundusze i zaczęła prowadzić własne badania nad RRAM. Obecnie firma informuje, że opracowane przez nią pamięci 4DS są praktycznie gotowe i może rozpocząć się ich produkcja. Z ujawnionych informacji wynika, że układy 4DS mogą zastąpić wszystkie rodzaje pamięci półprzewodnikowych, są proste w produkcji i mogą zostać wytworzone przy użyciu obecnie stosowanych technik. 4DS RRAM to nieulotna pamięć, w której przełączanie pomiędzy poszczególnymi stanami odbywa się w czasie krótszym niż 5 nanosekund. Pamięć jest w stanie wytrzymać miliard cykli odczytu/zapisu. Zużywa przy tym mniej energii, co czyni ją szczególnie przydatną w niewielkich urządzeniach przenośnych. RRAM ma tę przewagę nad innymi nowymi rodzajami pamięci, że potrzebuje mniej energii niż PRAM i jest znacznie prostsza w produkcji od MRAM. Pozostaje pytanie, czy Australijczycy są w stanie spełnić swe obietnice i wypuścić na rynek gotowe pamięci uniwersalne. Oni sami twierdzą, że jeśli znajdą odpowiedniego partnera, to pierwsze RRAM-y trafią do sprzedaży w ciągu 18-24 miesięcy.