Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

IBM pokazał prototyp rewolucyjnego układu pamięci

Recommended Posts

Podczas IEEE International Electron Devices Meeting IBM zaprezentował pamięć typu racetrack. Została ona wykonana za pomocą standardowych metod produkcyjnych. To niezwykle ważny czynnik, gdyż koszty wdrażania nowych technologii i budowy nowych linii produkcyjnych mogłyby uczynić racetrack nieopłacalną.

Istotą technologii racetrack jest przesuwanie domen magnetycznych, w których zapisane są dane, wzdłuż wyznaczonych tras. Nad wykorzystaniem prądu do przesuwania domen eksperymentował w 2004 roku Stuart Parkin z IBM Almaden Research Center. Wówczas domeny przesuwały się zbyt wolno, by wykorzystać to zjawisko w praktyce. Na szczęście Parkin nie zniechęcił się i kontynuował badania.

W 2008 roku IBM poinformował, że ma zamiar zbudować pamięci typu racetrack (racetrack memory - RM). Od trzech lat prowadzono bardzo intensywne badania i tworzono kolejne eksperymentalne układy. W końcu w ubiegłym roku IBM poinformował, że pokonano ostatnią przeszkodę na drodze do zbudowania RM - nauczono się precyzyjnie sterować ruchem domen magnetycznych.

Pamięć racetrack składa się z miliardów nanokabli w kształcie litery U. Są one przytwierdzone do krzemowego podłoża. W każdym nanokablu można przechowywać setki bitów w formie pól magnetycznych rozmieszczonych wzdłuż niego. Pod wpływem napięcia elektrycznego domeny magnetyczne przesuwają się, a znajdująca się na zakończeniu kabli głowica mierzy magnetooporność domen, odczytując ich zawartość. Domeny przesuwają się z prędkością setek kilometrów na godzinę, a że mają do przebycia odległości liczone w nanometrach, błyskawicznie docierają do głowic odczytujących.

Racetrack nie ma ruchomych części, więc się nie zużywa. Może przechowywać dane przez dziesięciolecia, używa niezwykle mało prądu i niemal nie wydziela ciepła. Pozwala na przechowywanie na tej samej przestrzeni co najmniej 100-krotnie więcej danych niż obecnie dostępne technologie. RM ma zatem wszystkie zalety pamięci RAM, flash oraz dysków twardych i jest pozbawiona ich wad.

Teraz IBM zaprezentował RM wykonany w technologii CMOS. W eksperymentalnej maszynie badawczej, która przez lata służyła do rozwijania RM, nanokable były umieszczone na krzemowym podłożu, a inne podzespoły były podłączone oddzielnie. Wszystkie obwody były oddzielone od układu z nanokablami. Teraz zaprezentowaliśmy zintegrowany układ, którego wszystkie podzespoły znajdują się na jednym kawałku krzemu - mówi Stuart Parkin.

Nowe pamięci wykorzystują niklowo-żelazne nanokable o długości 10 mikrometrów, szerokości 150 nanometrów i grubości 20 nanometrów. Na jednym końcu kabla znajduje się połączenie elektryczne, które wysyła impulsy o precyzyjnie kontrolowanym spinie, za pomocą których zapisywane są dane. Na drugim końcu znajduje się głowica odczytująca.

Specjaliści z Instytutu Elektroniki Fundamentalnej z francuskiego Orsay, którzy wraz z innymi europejskimi ośrodkami pracują nad własną wersją RM mówią, że osiągnięcia IBM-a są imponujące, ale nie zawierają wszystkich koniecznych elementów. Podkreślają, że Błękitny Gigant umieścił w każdym nanokablu tylko jedną domenę magnetyczną.

Stuart Parkin odpowiada, że intencją jego zespołu nie było w tej chwili prezentowanie pojemności RM, ale pokazanie, że układ taki można wyprodukować za pomocą standardowych technologii. Teraz naukowcy z IBM-a prowadzą eksperymenty, mające na celu umieszczenie jak największej liczby domen magnetycznych na pojedynczym nanokablu. Już dowiedzieli się, że zastosowanie innego materiału niż stop niklu i żelaza pozwoli na zwiększenie pojemności RM. Stopu niklu i żelaza (zwanego miękkim materiałem magnetycznym) standardowo używa się podczas badań, gdyż można go łatwo magnetyzować i rozmagnetyzować. Zespół Parkina eksperymentował już także z tzw. twardym materiałem magnetycznym, którego właściwości magnetyczne są związane z jego siatką krystaliczną i nie jest go łatwo rozmagnetyzować. Z badań nad tym materiałem dowiedzieliśmy się, że możemy bardzo szybko przesuwać domeny magnetyczne, które są jednocześnie mniejsze i silniejsze niż w miękkim materiale magnetycznym - mówi Parkin. To z kolei oznacza, że nie tylko będzie można zwiększać pojemność RM, ale że niedoskonałości w strukturze nanokabli nie będą prowadziły do zakłóceń w działaniu pamięci.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      IBM uruchomił w Nowym Jorku Quantum Computation Center, w którym znalazł się największy na świecie zbiór komputerów kwantowych. Wkrótce dołączy do nich nich 53-kubitowy system, a wszystkie maszyny są dostępne dla osób i instytucji z zewnątrz w celach komercyjnych i naukowych.
      Quantum Computation Center ma w tej chwili ponad 150 000 zarejestrowanych użytkowników oraz niemal 80 klientów komercyjnych, akademickich i badawczych. Od czasu, gdy w 2016 roku IBM udostępnił w chmurze pierwszy komputer kwantowy, wykonano na nim 14 milionów eksperymentów, których skutkiem było powstanie ponad 200 publikacji naukowych. W związku z rosnącym zainteresowaniem obliczeniami kwantowymi, Błękity Gigant udostępnił teraz 10 systemów kwantowych, w tym pięć 20-kubitowych, jeden 14-kubitowy i cztery 5-kubitowe. IBM zapowiada, że w ciągu miesiąca liczba dostępnych systemów kwantowych wzrośnie do 14. Znajdzie się wśród nich komputer 53-kubitowy, największy uniwersalny system kwantowy udostępniony osobom trzecim.
      Nasza strategia, od czasu gdy w 2016 roku udostępniliśmy pierwszy komputer kwantowy, polega na wyprowadzeniu obliczeń kwantowych z laboratoriów, gdzie mogły z nich skorzystać nieliczne organizacje, do chmur i oddanie ich w ręce dziesiątków tysięcy użytkowników, mówi Dario Gil, dyrektor IBM Research. Chcemy wspomóc rodzącą się społeczność badaczy, edukatorów i deweloperów oprogramowania komputerów kwantowych, którzy dzielą z nami chęć zrewolucjonizowania informatyki, stworzyliśmy różne generacje procesorów kwantowych, które zintegrowaliśmy w udostępnione przez nas systemy kwantowe.
      Dotychczas komputery kwantowe IBM-a zostały wykorzystane m.in. podczas współpracy z bankiem J.P. Morgan Chase, kiedy to na potrzeby operacji finansowych opracowano nowe algorytmy przyspieszające pracę o całe rzędy wielkości. Pozwoliły one na przykład na osiągnięcie tych samych wyników dzięki dostępowi do kilku tysięcy przykładów, podczas gdy komputery klasyczne wykorzystujące metody Monte Carlo potrzebują milionów próbek. Dzięki temu analizy finansowe mogą być wykonywane niemal w czasie rzeczywistym. Z kolei we współpracy z Mitsubishi Chemical i Keio University symulowano początkowe etapy reakcji pomiędzy litem a tlenem w akumulatorach litowo-powietrznych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Już pojedyncza sesja ćwiczeń wystarczy, by zwiększyć aktywację obwodów mózgowych związanych z pamięcią, w tym hipokampa, który kurczy się z wiekiem.
      Dotąd udało się wykazać, że regularne ćwiczenia mogą zwiększać objętość hipokampa. Nasze badanie uzupełnia wiedzę na ten temat i pokazuje, że pojedyncze sesje ćwiczeń [ang. acute exercise] także mogą wpłynąć na ten ważny obszar mózgu - podkreśla dr J. Carson Smith ze Szkoły Zdrowia Publicznego Uniwersytetu Maryland.
      Zespół Smitha mierzył za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI) aktywność mózgu 26 zdrowych ochotników w wieku 55-85 lat, którzy mieli wykonywać zadanie pamięciowe (identyfikowali sławne i "zwykłe" nazwiska). Co istotne, zapamiętywanie sławnych nazwisk aktywuje sieć neuronalną związaną z pamięcią semantyczną, która pogarsza się z wiekiem.
      Test przeprowadzano 2-krotnie na oddzielnych wizytach w laboratorium: 1) pół godziny po sesji umiarkowanie intensywnych ćwiczeń (70% maksymalnego wysiłku) na rowerze stacjonarnym albo 2) po okresie odpoczynku.
      Sesja ćwiczeń wiązała się z zachodzącą w odpowiednim momencie większą aktywacją pamięci semantycznej w zakręcie czołowym środkowym, zakręcie skroniowym dolnym, zakręcie skroniowym środkowym i zakręcie wrzecionowatym. Widoczna była także zwiększona obustronna aktywacja hipokampa.
      [...] Pojedyncze sesje ćwiczeń mogą wpływać na poznawcze obwody neuronalne w korzystny sposób, który sprzyja długoterminowym adaptacjom i przyczynia się do zwiększonej integralności/lepszego działania sieci, a więc skuteczniejszego dostępu do wspomnień.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badacze IBM-a postawili sobie ambitny cel. Chcą co roku dwukrotnie zwiększać wydajność komputerów kwantowych tak, by w końcu były one szybsze lub bardziej wydajne niż komputery klasyczne. Podczas tegorocznych targów CES IBM pokazał przełomowe urządzenie: IBM Q System One, pierwszy komputer kwantowy, który ma być gotowy do komercyjnego użytku.
      Celem IBM-a jest coś, co nazywają „Quantum Advantage” (Kwantowa przewaga). Zgodnie z tym założeniem komputery kwantowe mają zyskać „znaczną” przewagę nad komputerami klasycznymi. Przez „znaczną” rozumie się tutaj system, który albo będzie setki lub tysiące razy szybszy od komputerów kwantowych, albo będzie wykorzystywał niewielki ułamek pamięci potrzebny maszynom kwantowym lub też będzie w stanie wykonać zadania, jakich klasyczne komputery wykonać nie są.
      Wydajność komputera kwantowego można opisać albo za pomocą tego, jak sprawują się poszczególne kubity (kwantowe bity), albo też jako ogólną wydajność całego systemu.
      IBM poinformował, że Q System One może pochwalić się jednym z najniższych odsetków błędów, jakie kiedykolwiek zmierzono. Średni odsetek błędów na dwukubitowej bramce logicznej wynosi mniej niż 2%, a najlepszy zmierzony wynik to mniej niż 1%. Ponadto system ten jest bliski fizycznemu limitowi czasów koherencji, który w w przypadku Q System One wyniósł średnio 73 ms.To oznacza, że błędy wprowadzane przez działanie urządzenia są dość małe i zbliżamy się do osiągnięcia minimalnego możliwego odsetka błędów, oświadczyli badacze IBM-a.
      Błękitny Gigant stworzył też Quantum Volume, system pomiaru wydajności komputera kwantowego jako całości. Bierze on pod uwagę zarówno błędy na bramkach, błędyh pomiarów czy wydajność kompilatora. Jeśli chcemy osiągnąć Quantum Advantage w latach 20. XXI wieku, to każdego roku wartość Quantum Volume musi się co najmniej podwajać, stwierdzili badacze. Na razie udaje im się osiągnąć cel. Wydajność pięciokubitowego systemu Tenerife z 2017 roku wynosiła 4. W 2018 roku 20-kubitowy system IBM Q osiągnął w teście Quantum Volume wynik 8. Najnowszy zaś Q System One nieco przekroczył 16.
      Sądzimy, że obecnie przyszłość komputerów to przyszłość komputerów kwantowych, mówią specjaliści z IBM-a.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      IBM poinformował o podpisaniu porozumienia, w ramach którego Błękitny Gigant przejmie znanego producenta jednej z dystrybucji Linuksa, firmę Red Hat. Transakcja będzie warta 34 miliardy dolarów. Jeśli do niej dojdzie będzie to trzecia największa w historii akwizycja na rynku IT.
      Umowa przewiduje, że IBM wykupi akcje Red Hata, płacąc za każdą z nich 190 dolarów. Na zamknięciu ostatniej sesji giełdowej przed ogłoszeniem transakcji akcje Red Hata kosztowały 116,68 USD.
      Przejęcie Red Hata zmieni zasady gry. Całkowicie zmieni rynek chmur obliczeniowych, mówi szef IBM-a Ginni Rometty. "IBM stanie się największym na świecie dostawcą dla hybrydowych chmur i zaoferuje przedsiębiorcom jedyną otwartą architekturę chmur, dzięki której klient będzie mógł uzyskać z niej maksimum korzyści", dodał. Zdaniem menedżera obenie większość firm wstrzymuje się z rozwojem własnych chmur ze względu na zamknięte architektury takich rozwiązań.
      Jeszcze przed kilku laty IBM zajmował się głównie produkcją sprzętu komputerowego. W ostatnim czasie firma zdecydowanie weszła na takie rynki jak analityczny czy bezpieczeństwa. Teraz ma zamiar konkurować z Microsoftem, Amazonem czy Google'em na rynku chmur obliczeniowych.
      Po przejęciu Red Hat będzie niezależną jednostką zarządzaną przez obecnego szefa Jima Whitehursta i obecny zespół menedżerów. To ważny dzień dla świata open source. Doszło do największej transakcji w historii rynku oprogramowania i bierze w tym udział firma zajmująca się otwartym oprogramowaniem. Tworzymy historię, dodał Paul Cormier, wiceprezes Red Hata.
      Obecnie Red Hat ma siedziby w 35 krajach, zatrudnia około 12 000 osób je jest jednym z największych oraz najbardziej znanych graczy na rynku open source. W roku 2018 zysk firmy wyniósł 259 milionów dolarów czy przychodach rzędu 2,9 miliarda USD. Dla porównania, w 2017 roku przychody IBM-a zamknęły się kwotą 79 miliardów dolarów, a zysk to 5,8 miliarda USD.
      Na przejęcie muszą się jeszcze zgodzić akcjonariusze Red Hata oraz odpowiednie urzędy antymonopolowe.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      IBM pokaże dzisiaj prototypowy optyczny układ scalony „Holey Optochip“. To pierwszy równoległy optyczny nadajnik-odbiornik pracujący z prędkością terabita na sekundę. Urządzenie działa zatem ośmiokrotnie szybciej niż inne tego typu kości. Układ pozwala na tak szybki transfer danych, że mógłby obsłużyć jednocześnie 100 000 typowych użytkowników internetu. Za jego pomocą można by w ciągu około godziny przesłać zawartość Biblioteki Kongresu USA, największej biblioteki świata.
      Holey Optochip powstał dzięki wywierceniu 48 otworów w standardowym układzie CMOS. Dało to dostęp do 24 optycznych nadajników i 24 optycznych odbiorników. Przy tworzeniu kości zwrócono też uwagę na pobór mocy. Jest on jednym z najbardziej energooszczędnych układów pod względem ilości energii potrzebnej do przesłania jednego bita informacji. Holey Optochip potrzebuje do pracy zaledwie 5 watów.
      Cały układ mierzy zaledwie 5,2x5,8 mm. Odbiornikami sygnału są fotodiody, a nadajnikami standardowe lasery półprzewodnikowe VCSEL pracujące emitujące światło o długości fali 850 nm.
×
×
  • Create New...