Механика, кремний или кванты?

Юрий Свидиненко

Хакер, номер #096, стр. 096-054-5

Маленькие размеры устройства позволяют ему достичь высокочастотных вибраций (в опытах — до 23,57 МГц). Эта частота отражает скорость чтения записанной информации. Для сравнения, винчестеры в современных ноутбуках характеризуются скоростью считывания информации в несколько сот килогерц (тысяча циклов в секунду). Ученые заверяют, что наномеханические ключи могут достичь скорости до миллиарда циклов в секунду.

Альтернативный вариант механических устройств хранения данных – всем известная «многоножка» от IBM, которая должна появиться на рынке в 2007 году. То, что она появится, сомнений нет, так как 11 марта 2005 на выставке CeBit в Ганновере IBM представила работоспособный чип устройства Millipede («многоножка»).

Благодаря нанотехнологиям чип изготовлен по 10-нм техпроцессу, позволяющему размещать на органической пленке, которая выступает в качестве носителя информации, углубления диаметром 10 нанометров.

Расстояние между углублениями составляет 100 нанометров, что дает возможность поместить на чипе довольно большую матрицу атомно-силовых щупов (кантилеверов). Наличие углубления соответствует логической единице, а его отсутствие - логическому нулю. Кантилевер-щуп - это специальный атомно-силовой зонд, который «ощупывает» сканируемую поверхность, изменяя свое положение в пространстве в зависимости от того, встретит ли он на пути углубление или нет.

При чтении данных специальный привод кремниевого «стола», на котором помещена пленка с данными, перемещает ее в плоскости по заданным координатам X и Y. А привод мультиплексора позволяет управлять каждым кантилевером в отдельности, обеспечивая адресацию памяти. Благодаря большому количеству щупов матрица кантилеверов обеспечивает параллельное чтение или запись данных.

Операция записи происходит термомеханическим путем с помощью головок кантилеверов. Для поддержания постоянной температуры пленки, необходимой для проведения процедур записи и стирания данных, на чипе находится ряд нагревательных элементов. Принцип работы устройства в целом заимствован у систем, работающих с перфокартами. Но в отличие от бумажных перфокарт, «многоножка» умеет стирать продырявленную ею информацию благодаря пластическим свойствам ПММА и ряду нагревательных элементов.

Готовый выставочный чип «многоножки» может хранить 1,2 терабит (или 153 Гб) на площади в 1 квадратный дюйм.

Для сравнения представь чип размерами с почтовую марку, на которой можно записать содержимое 25-ти DVD-дисков. Размеры матрицы 4096-ти кантилеверов, представленной на выставке в Ганновере, - 6,3х6,3 миллиметра.

Как утверждает Йоханнес Вайндлен, менеджер проекта Millipede в IBM, минимальная емкость «многоножки» составит 10 Гб. Вайндлен также заявил, что IBM уже способна изготовить «многоножек» в серийном исполнении на базе кремниевых МЭМС.

Квантовые компьютеры

Как ни крути, но атомы и молекулы – хорошо, а кванты лучше. Тем, что на их основе можно такого навертеть, что самый продвинутый механоэлектрический комп будет просто отдыхать. Не зря считают человеческий мозг большим квантовым компьютером, в котором миллионы процессов проходят параллельно.