IBM построила прототип высокоплотной быстрой памяти

Опытный чип (показан его фрагмент) содержит несколько ячеек памяти и все сопутствующие элементы, необходимые для записи, хранения и чтения информации (фото IBM).

Показанный на днях экспериментальный чип является предвестником запоминающих устройств, сочетающих огромную ёмкость классических жёстких дисков с надёжностью и скоростью срабатывания твердотельных схем.

Пятого декабря в Вашингтоне на международной конференции по электронным устройствам IEDM 2011 компания продемонстрировала первый рабочий прототип памяти типа Racetrack («гоночный трек», «ипподром»).

Мы рассказывали об её изобретении, принципе действия и первом опыте с прообразом Racetrack, содержащим всего одну ячейку.

Напомним, что в устройстве Racetrack нет ни одной подвижной детали. Биты хранятся в виде чередования магнитных доменов в металлических проводках длиной в микрометры и поперечником в нанометры. Каждый такой проводок в теории может хранить десятки и сотни бит.

Для записи и чтения стенки магнитных доменов сдвигаются вдоль проводков при помощи спин-поляризованных импульсов тока. Домены движутся в затылок друг другу, словно машины на узкой трассе.

Новый чип создан по стандартной полупроводниковой технологии CMOS. Причём все необходимые элементы уместились на едином куске кремния.

Нанопроводки были выполнены из сплава никеля и железа. Его тонкий слой учёные нанесли на пластину, а затем вытравили ненужные части. Каждый проводок (всего их в новом чипе 256) насчитывает в длину 10 микрометров, 150 нанометров в ширину и только лишь 20 нанометров в толщину.

С одной стороны каждой такой проволочки подсоединены цепи записи, поставляющие электроны с контролируемым спином. С другого края размещены считывающие элементы. Они определяют направленность доменов по мере того, как те проходят мимо.

Технологическая совместимость новинки с существующими схемами — важный момент, ведь она означает возможность промышленного выпуска. Хотя по признанию изобретателя «ипподрома» Стюарта Паркина (Stuart Parkin), прежде ещё необходимо уточнить многие моменты.

Например, Паркин и его коллеги экспериментируют с альтернативными материалами для ячеек, которые позволили бы уместить больше чередующихся доменов в одном проводе, в сравнении с нынешним железо-никелевым вариантом, а ещё дали бы возможность увеличить скорость смещения намагниченных зон.

IBM считает, что память Racetrack не только улучшит параметры отдельных компьютеров, но и серьёзно ускорит распределённые вычисления, поскольку позволит хранить огромные массивы данных и передавать любые их фрагменты за миллиардные доли секунды.



Корейцы построили гибкую память на мемристорах

7 ноября 2011

Испытан новый тип компьютерной памяти

27 сентября 2011

Испытана ультраэкономичная фазовая память

11 марта 2011

IBM раскрыла физику сверхъёмкой компьютерной памяти

11 января 2011

IBM спланировала мировые инновации на пять лет вперёд

29 декабря 2010
  • Максим Богатов  7 декабря, 13:28
    С такой технологией оперативная память будет уже не нужна , все будет на жестком диске.
    ОтветитьНравится
  • Александр Стрелец  7 декабря, 13:34
    Оперативка тоже не стоит на месте , от того же IBM так называемая Memory Cube
    ОтветитьНравится
  • Алексей Ромчак  7 декабря, 13:41
    Кстати, оперативная память как-то остановилась в своём развитие. ДДР не счёт, так как это просто уловка (скорость доступа к произвольной ячейке почти не растёт).
    ОтветитьНравится
  • Максим Богатов  7 декабря, 13:53
    Так может смысла нет, вот появятся такие жесткие диски, и будет на них и оперативная и видеопамять, ограниченные только объёмом диска. ...и всё это внутри процессора.....))
    ОтветитьНравится
  • Александр Стрелец  7 декабря, 13:57
    Пока что внутри процессора кэш в несколько мегабайт может треть кристалла занимать
    ОтветитьНравится
  • Алексей Ромчак  7 декабря, 14:00
    Я это к тому, что реальная частота процессоров возросла во много раз, а реальная частота памяти нет, наверное, дело в экономической целесообразности.
    ОтветитьНравится
  • Александр Стрелец  7 декабря, 14:04
    Так процессоры уперлись в частоту 3- 4 ГГц , память уже близка к этому же приделу
    ОтветитьНравится
  • Александр Морозов.  7 декабря, 14:05
    Гы! Сейчас сижу у клиента, обнаружили ворох древних печатных плат. Поковырялись интереса ради. И нашел странную плату, в которой уложена стальная проволока в несколько десятков витков. Концы проволоки заправлены в какие-то устройства, есть обозначения ЗАПИСЬ и ЧТЕНИЕ.
    Опознавательных знаков нету, к сожалению...
    ОтветитьНравится
  • Павел Капитанов  7 декабря, 14:39
    Может это что-то навроде этого?
    dihalt.ru/operativka.html
    ОтветитьНравится
  • Александр Морозов.  7 декабря, 15:29
    Нет, уж на ферритовых сердечниках память я бы определил.
    Тут именно аккуратный моток проволоки
    ОтветитьНравится
  • Poмaн Coлжeницын  7 декабря, 17:08
    Память на магнитострикционных линиях задержки: www.computerra.ru/vision/643690/
    ОтветитьНравится
  • Shamil Dzhanbolatov  7 декабря, 20:26
    Напоминает акустическую память 50-60-х
    ОтветитьНравится
  • Александр Морозов.  7 декабря, 20:31
    Нет, ртути там нет. Сфотографирую, идентифицирую — выложу
    ОтветитьНравится
  • Shamil Dzhanbolatov  7 декабря, 20:34
    Похоже на это: www.computerra.ru/vision/643690/
    ОтветитьНравится
  • Shamil Dzhanbolatov  7 декабря, 20:35
    Не увидел, что Роман уже дал ссылку, извините
    ОтветитьНравится
  • Poмaн Coлжeницын  7 декабря, 20:40
    Там дальше не про ртуть, смотрите в конце статьи.
    ОтветитьНравится
  • Александр Морозов.  7 декабря, 21:58
    Да, точно
    вот этот девайс s58.radikal.ru/i159/1105/79/871405e61341.jpg
    это и есть линия задержки от древнего куркулятура.
    А еще там отрыл не менее древнюю плату с процессором 8080 производства сименс, еще в DIP40.
    Как подключить его сейчас — хз. Нет ни мультикарты, ни видео...
    Хотя последовательный и параллельный порты имеются. Займет достойное место в моей коллекции раритетного барахла.
    ОтветитьНравится
  • Александр Иерархов  7 декабря, 22:03
    Чего тока не было... Тока примерно допераю как оно могло работать... :))))
    ОтветитьНравится
  • Poмaн Coлжeницын  8 декабря, 00:53
    ru.wikipedia.org/wiki/Память_на_линиях_задержки
    ОтветитьНравится
  • Максим Селиванов  7 декабря, 14:19
    «...со скоростью срабатывания твердотельных схем»
    Не, оперативу не заменит. Жесткий диск — возможно.
    ОтветитьНравится
  • Павел Капитанов  7 декабря, 14:39
    Почему?
    ОтветитьНравится
  • Александр Иерархов  7 декабря, 22:04
    Инерция мышления, почему-почему....
    ОтветитьНравится
  • Станислав Schmallndotz  7 декабря, 14:39
    дада, читал я лет 15 назад в жорнале Компьютерра — так вот там описывалось, что испытан новый тип памяти — голографический.. с ёмкостью (тогда ещё) около Тб. да и много другого — всё не доходит через рыночну сетку до производства, нельзя же революцию устраивать — всё вдруг много и дешего, посему и выходит, что приходиться ждать данного новья с десяток лет...
    ОтветитьНравится
  • Павел Капитанов  7 декабря, 14:42
    Ну вот надысь в новостях читал, что у Intel на руках уже образцы 14 нм — чипов. Только выйдут они года через 3, в соответствии с их идеологией. Это нормально.
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  7 декабря, 14:52
    Голографическая память, вы уверены? А может там имелись в виду голографические оптические диски (способные серьёзно обогнать по ёмкости DVD и блю-рэй)? Но это, строго говоря, не память, а носители. И такие существуют уже, даже вроде бы выпускаются мелкими сериями (как и проигрыватели для них, естественно). Но выпускаются мало, полагаю, потому что дорого. А может просто оказались не нужны в таких количествах.
    ОтветитьНравится
  • Константин Босенко  7 декабря, 19:23
    Павлу Татаринову:
    Что Intel, что AMD простые потребители разработок IBM. Что бы там не писали и не говорили. Все самые прорывные технологии в литографии идут с IBM, как в принципе и все основные новации в силиконовой долине имеют ноги в данном техногиганте.
    ОтветитьНравится
  • Shamil Dzhanbolatov  7 декабря, 20:37
    Если б эта ваша голографическая память была бы так хороша, она давно была бы в больших серверах, независимо от цены
    ОтветитьНравится
  • Александр Иерархов  7 декабря, 22:29
    Хоть бы дал себе труда прочитать про эту память в тырнете... Ну ессно если аллах случаем не запрещает сие. Кто его знает, может и запрещает....
    ОтветитьНравится
  • Павел Капитанов  7 декабря, 22:52
    >>Что Intel, что AMD простые потребители разработок IBM.

    Поподробнее можно? Насколько я знаю, некоторые сотрудники, работавшие ранее с Шокли, изобретателем транзистора, отпочковались в Fairchild, и IBM была их клиентом, то есть потребителем. А из Fairchild уже отпочковались основатели Intel. И собственно Роберт Нойс, один из будущих основателей Интел, за годы до этого изобрел интегральную схему.

    Я конечно специально вопрос не изучал, но если было как я излагаю, то говорить, что Intel основана на разработках IBM, мне кажется совсем некорректно.

    ОтветитьНравится
  • Александр Морозов.  7 декабря, 23:05
    Ну тут же есть один тип, который утверждает, что все, что в России есть разработано в СШП
    ОтветитьНравится
  • Владимир Дегтярёв  7 декабря, 23:45
    А может уже и есть, только в военных. Правда об этом ни кто не скажет. Самые передовые технологии не афишируются...
    ОтветитьНравится
  • 123 15  8 декабря, 01:23
    Станислав Schmallndotz
    Да, я тоже читал о таком. Именно голографическая память. Не диск. Это был. По моему кубик — трехмерное расположение данных, считывать данные можно было какие угодно, и очень быстро. Емкость по тем временам была очень большой. Но это все конечно было в теории. Прототип был скромнее. До производства так и не дошло наверное.
    ОтветитьНравится
  • Александр Иерархов  8 декабря, 01:32
    Да именно. Память на обьёме. Именно поэтому ёмкость больше на много порядков. А если учесть что на одном и том же микрообьёме записано может быть много бит...
    ОтветитьНравится
  • Юрий Румянцев  8 декабря, 12:33
    Голографическая память может быть основана на модуляции показателя преломления некоторой среды. В качестве таких сред рассматривались а) кристаллы типа ниобата лития б) полимерные соединения типа жидких кристаллов. Первые могли хранить значительные объемы данных и скорость чтения/записи была приличной, но были и минусы: высокая стоимость самого материала и высокие интенсивности лазерного излучения, необходимого для записи. Жидкие кристаллы при этом были очень дешевы и записывать информацию в них можно было низкоинтенсивным излучением. Однако при этом время записи и чтения было катастрофически низким. Поэтому ни один из подходов не увидел свет.
    ОтветитьНравится
  • Александр Стрелец  8 декабря, 18:03
    Не нужно путать теоретические фантазии с реально работающим чипом
    ОтветитьНравится
  • Константин Босенко  8 декабря, 21:54
    Посмотрите ради интереса — откуда идут основные разработки в литографии: затворы для транзисторов из сложнейших РЗМ сплавов, алгоритмы работы внутреннего ассоциатора, шины применяемые обоими компаниями в большинстве своем основаны на разработках IBM. Если бы IBM вернулась в х86, то слово конкуренция по отношению к производителям процессоров — вызывало бы смех и только. Кстати, по теоретическим и технологическим выкладкам голубой гигант обогнал весь мир, у него есть уже реальные технологии для 11 нм тех процесса.
    ОтветитьНравится
  • Алексей Ромчак  8 декабря, 22:06
    Ну, о том, что IBM в шоколаде говорит хотя бы то что они убавились даже от «тинк пад» (жаль отличные и не убиваемые машинки были). Действительно они держат основную часть патентов в индустрии. Так сказать лидеры «90-х» в кремниевой долине, её олигархи
    ОтветитьНравится
  • Shamil Dzhanbolatov  8 декабря, 22:10
    Я читал об этой памяти, может быть даже раньше, чем вы. Не впечатляет. Типа ретро панка
    ОтветитьНравится
  • Станислав Schmallndotz  9 декабря, 11:40
    именно память..
    этим примером всего лишь описываается ситуация с изобретениями. Любая новаЯ технология сначала просчитывается на предмет её рентабельности, принимая конечно же во внимание тот факт, что внедрение новых потребует отказ от старой технологии, а там — и переоборудование, и снижение прибыли за счет понижения себистоимости, уменьшение рабмест и т.д. как то так...
    ОтветитьНравится
  • Константин Босенко  10 декабря, 17:59
    А если еще и квартальные фин отчеты глянуть, да и посмотреть что они крупнейшие производители супер компьютеров и не только(кассовые аппараты с обьединенимем в единую сеть и т.д)...
    ОтветитьНравится
  • Сергей Асташкин  7 декабря, 14:43
    -- Инерция в 10 нсек.. приличная , всё время задержки будет определятся именно им, сам «трек» будет где-то 10( чтобы юбыло соответствие.. нормированный импульс .. (видимо импульсами и будут управлять) — реальная макс. скорость около 30нсек/бит...т.е. одна дорожка — 0,03 мгбот..неудобство в разнородности материалов. Хотя такое можно сделать и на более удобных сплавах... Помнить они будут «пакетами». размер доменов должен быть не менее — 20 нм.. таким образом пакет в 64 бита будет длинной — около 1,2 мкм. вот она минимальная базованя длинна их конструктива.если взять "пучок 1,5,1,5 мкм(ввиду навесных элементов -) можно считать, что плотность треков будет около 1600 нм^2/шт — тогда в кубе 1,5,мкм — можно разместить около 50 мгбит инфы.. с пакетной организвцией (64), скорость выдачи до 3Гбит /сек.
    ОтветитьНравится
  • Игорь Черток  7 декабря, 14:47
    Цифр не хватает. «Огромные массивы» за «миллиардные доли секунды» — это сколько и куда? И почём? И когда? (Вопросы не к Леониду, само собой)
    ОтветитьНравится
  • Александр Стрелец  7 декабря, 15:28
    Леонид журналист, а не разработчик данного изобретения.
    Если нет цифр, то скорей всего их не было и в источнике новости.
    А вообще точные цифры обычно не пишут, когда речь идет о прототипе.
    Тут важен сам факт построения рабочей микросхемы по подобной технологии.
    ОтветитьНравится
  • Игорь Черток  7 декабря, 16:00
    Леонид журналист, а не разработчик данного изобретения.
    Если нет цифр, то скорей всего их не было и в источнике новости.

    Кгхм! Повторяю: Вопросы не к Леониду, само собой Объясняете очевидное.

    Интернет такой интернет: если, к примеру, спросить на любом форуме, «как сохранить веб-страницу как картинку, причём именно страницу, всю целиком, а не снимок экрана» — 99 советов из ста будут: «нажми принтскрин».

    важен сам факт построения рабочей микросхемы по подобной технологии.

    А вот не скажите. Может быть, здесь не сказано о мелочах типа того, что для работы схемы нужна температура -234 градуса. Или что на её изготовление уходит 8 лет. Или ещё что-нибудь «несущественное».

    ОтветитьНравится
  • Сергей Асташкин  7 декабря, 16:12
    -- Дак я над вами привёл цифры, которые можно найти тут же в Мембране.
    ОтветитьНравится
  • Александр Стрелец  7 декабря, 17:44
    Бегло прочитал , не увидел приставку «не»
    ОтветитьНравится
  • Константин Селезнев  7 декабря, 16:26
    Таиландское наводнение сильно ударило по производству жестких дисков, умножив их цену в двое. Сейчас есть шанс у твердотельных накопителей выйти вперед.
    ОтветитьНравится
  • Александр Стрелец  7 декабря, 17:46
    Ага за пару месяцев )
    Там затопило в основном заводы по производству двигателей для HDD и сейчас заводы полностью востановлены.
    Цены уже падают, а вернутся к ценам до наводнения в ближайшие месяцы
    ОтветитьНравится
  • Константин Селезнев  7 декабря, 19:10
    Хорошо если бы так. А то памяти не хватает нужны новые диски, а по таким ценам покупать разорительно.
    ОтветитьНравится
  • Виктор Сергеев  7 декабря, 21:59
    Идея с магнитными доменами стара как мир. Еще во времена Советского Союза были разработаны несколько вариантов подобных носителей. Основной тормоз в записи и считывании информации. Говорили не сегодня — завтра выбросим болгарские шпиндельные дисководы со сменными пакетами на 29 Мб. Разработки велись несколькими институтами, но увы кроме экспериментальных образцов, дело так и не сдвинулась. Я не думаю, что американцы сделали прорыв в этой области.
    ОтветитьНравится
  • Александр Стрелец  7 декабря, 22:07
    20нм толщиной могли делать в советские времена?
    ОтветитьНравится
  • Виктор Сергеев  7 декабря, 23:32
    Конечно, нет. Технологии тогда были фантастически далеки от сегодняшних. Но идея та же, и никогда не станет массовой, В поведение доменов на таком уровне много непонятного. Например, произвольное «слипание»- в одно мгновение можно потерять всю информацию.
    ОтветитьНравится
  • Александр Стрелец  7 декабря, 23:41
    Странно тогда заявление IBM о трудностях связаных с плотностью записи и скоростью. Но никаких упоминаний о нестабильности работы
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  7 декабря, 23:57
    Виктор.
    Ладно, опустим момент с 20 нм — это не принципиально. Вы лучше объясните — во времена СССР могли произвольно передвигать сами границы магнитных доменов вдоль неподвижной проволоки (пусть обычной макроскопической), прилагая к ней в одной точке спин-поляризованные импульсы, да причём так чтобы они (домены) двигались все как вагончики — сохраняя порядок?
    А так мало ли... домены. Вот в магнитной ленте тоже зоны намагниченности чередуются, только ленту двигать приходится мимо головки. Или что то пропустил? Поясните плиз. Очень любопытно.
    ОтветитьНравится
  • Александр Иерархов  8 декабря, 00:03
    В начале любых технологий используется множество принципов. Потом остаются некоторые, даже не лучшие а наиболее просто реализуемые на имеющемся уровне. Остальное тонет. И что б оно всплыло на новом уровне часто необходимо делать усилия в плане мышления. Это разновидность стадного эффекта, эффекта «общепринятого».
    ОтветитьНравится
  • Виктор Сергеев  8 декабря, 00:36
    Вы осветили принцип, изначально заложенный в идею доменных носителей. Именно один импульс и именно сдвиг на один домен и далее как состав из вагончиков. Ничего нового после этого предложено не было. Идея подкупала тем, что не нужны двигать «ленту мимо головки» Отсутствие механики – это надежность , быстродействие, технологичность. Однако, как раз по надежности доменные носители сильно уступали магнитной ленте. Возможно, сейчас прорыв, а ноу-хау не обязательно освещать в популярных статьях.
    ОтветитьНравится
  • Сергей Асташкин  10 декабря, 19:18
    -- Ничего подобного, идея в принципе новая. И возможно такое упорядоченное поведение — только со спин-селективными электронами, иначе просто такого эффекта — нет. Так что, это вы зря загнули про «старость» идеи, спин-ориентированый ток это детище последних двух лет.. там ещё много чего можно накопать.. Как сверхпроводимость при обычной температуре и т.п...
    ОтветитьНравится
  • Виктор Сергеев  10 декабря, 22:31
    Идея доменной памяти практически использовалась, начиная с  70 годов, на основе крупнозернистых доменов. Шло время — размеры доменов уменьшались, росла скорость, но принцип последовательной записи-чтения в виде «состава вагончиков» не изменился — других просто нет. Спинтроника такой принцип не изменила. Изменилась только физическая основа домена — не вектор намагниченности, а  спин — вверх или вниз. Соответственно, уменьшились на порядок размеры домена, и увеличилась скорость. А идея доменов на основе спина известна уже более 10 лет, но никак не 2 года.
    ОтветитьНравится
  • Александр Давронов  9 декабря, 17:16
    поставляющие электроны с контролируемым спином
    Любопытно,а если на форуме знающие
    ОтветитьНравится
  • Александр Давронов  9 декабря, 17:18
    каким физическим образом это можно совершать? — контролировать скорость вращения электрона.
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  9 декабря, 17:41
    ОтветитьНравится
  • Александр Давронов  9 декабря, 17:19
    Функция "Удалить"сейчас бы пригодилась. :)
    ОтветитьНравится