La cella di memoria ottica ottiene l'archiviazione dei dati di registrazione

Un nuovo dispositivo potrebbe consentire i computer che utilizzano l'ottica e segnali elettrici di interagire con i dati. I ricercatori delle università di Oxford, Exeter e Münster hanno dimostrato una nuova tecnica in grado di memorizzare più dati ottici in uno spazio più piccolo di quanto fosse possibile in precedenza su chip. Questa tecnica migliora la cella di memoria ottica a cambiamento di fase, che usa la luce per scrivere e leggere i dati, e potrebbe offrire un più veloce, forma di memoria più efficiente dal punto di vista energetico per i computer.

Nel OTTICO, La rivista della Optical Society per la ricerca ad alto impatto, il gli scienziati descrivono la loro nuova tecnica per l'archiviazione di dati completamente ottici, che potrebbe aiutare a soddisfare la crescente necessità di una maggiore archiviazione dei dati del computer.

Piuttosto che utilizzare segnali elettrici per memorizzare i dati in uno dei due stati – uno zero o uno – come i computer di oggi, la cella di memoria ottica utilizza la luce per memorizzare le informazioni. I ricercatori hanno dimostrato memoria ottica con più di 32 stati, o livelli, l'equivalente di 5 bit. Questo è un passo importante verso un computer completamente ottico, un obiettivo a lungo termine di molti gruppi di ricerca in questo campo.

Capogruppo di ricerca Harish Bhaskaran dell'Università di Oxford Dipartimento dei Materiali disse: “Le fibre ottiche portano i dati codificati nella luce nelle nostre case e negli uffici, ma quell'informazione viene trasformata in segnali elettronici una volta all'interno dei computer. Portando la velocità della trasmissione dei dati basata sulla luce ai circuiti stampati che gestiscono i computer, la nostra memoria completamente ottica potrebbe abilitare un chip per computer ibrido che interagisce con i dati sia otticamente che elettricamente.'

Il nuovo lavoro fa parte di un grande progetto chiamato Fun-COMP, per la tecnologia di calcolo funzionale, che riunisce partner accademici e industriali per sviluppare tecnologie hardware rivoluzionarie.

La cella di memoria ottica utilizza la luce per codificare le informazioni in un materiale a cambiamento di fase, una classe di materiali utilizzati per realizzare CD e DVD riscrivibili. Un laser riscalda porzioni di un materiale a cambiamento di fase, che lo fa passare da uno stato all'altro in cui tutti gli atomi sono ordinati o disordinati. Perché questi due stati mostrano diversi indici ottici di rifrazione, i dati possono essere letti usando la luce.

I materiali a cambiamento di fase possono memorizzare i dati per lungo tempo perché rimangono nello stato disordinato o ordinato fino a quando non vengono nuovamente illuminati con il tipo specifico di luce laser originariamente utilizzata per scrivere i dati. Mescolare diversi rapporti di stati ordinati e disordinati in un'area del materiale consente di archiviare le informazioni in un continuum di livelli anziché solo uno zero e uno come nella memoria elettronica tradizionale.

I ricercatori hanno ottenuto la maggiore risoluzione utilizzando una nuova tecnica che hanno sviluppato che utilizza la luce laser con un singolo, impulso a doppio stadio — due impulsi uniti in un impulso di forma rettangolare — per controllare con precisione la fusione e la cristallizzazione del materiale.

Archiviazione di memoria a più livelli

I ricercatori hanno dimostrato che potrebbero utilizzare il loro approccio per codificare i dati in modo affidabile 34 livelli, che è più del 32 livelli necessari per ottenere la programmazione a 5 bit.

'Questo risultato ha richiesto la comprensione perfetta dell'interazione tra la luce e il materiale e quindi l'invio del giusto tipo di impulso laser necessario per raggiungere ogni livello,' disse Bhaskaran. "Abbiamo risolto un problema straordinariamente difficile."

La nuova tecnica potrebbe aiutare a superare uno dei colli di bottiglia che limitano la velocità dei computer di oggi: il collegamento tra il processore e la memoria. “È stato fatto molto lavoro per migliorare la comunicazione tra queste due unità utilizzando la fibra ottica,' disse Bhaskaran. 'Tuttavia, il collegamento ottico di queste due unità richiede ancora costose conversioni elettro-ottiche ad entrambe le estremità. La nostra cella di memoria potrebbe essere utilizzata in una configurazione ibrida ottico-elettrica per eliminare la necessità di tale conversione sul lato memoria consentendo di archiviare e recuperare otticamente i dati.'

fonte: http://www.ox.ac.uk