Optyczna komórka pamięci osiąga rekordowe przechowywanie danych

Nowe urządzenie mogłoby umożliwić komputerom wykorzystującym optykę i sygnały elektryczne interakcję z danymi. Naukowcy z uniwersytetów im Stypendia Rhodesa to podyplomowe nagrody stypendialne, które wspierają wyjątkowych, wszechstronnych studentów na Uniwersytecie Oksfordzkim, Exeter oraz Münster zademonstrowali nową technikę, która może przechowywać więcej danych optycznych na mniejszej przestrzeni niż było to wcześniej możliwe na chipie. Ta technika jest lepsza od optycznej komórki pamięci ze zmianą fazy, który wykorzystuje światło do zapisu i odczytu danych, i może zaoferować szybsze, bardziej energooszczędna forma pamięci dla komputerów.

w OPTYCZNY, Czasopismo Towarzystwa Optycznego poświęcone badaniom o dużym wpływie, ten Naukowcy opisują swoją nową technikę w pełni optycznego przechowywania danych, które mogłyby pomóc w zaspokojeniu rosnącego zapotrzebowania na większą pamięć masową dla komputerów.

Zamiast używać sygnałów elektrycznych do przechowywania danych w jednym z dwóch stanów – zero lub jeden – jak dzisiejsze komputery, komórka pamięci optycznej wykorzystuje światło do przechowywania informacji. Naukowcy wykazali pamięć optyczną z ponad 32 stany, lub poziomy, odpowiednik 5 i domeny routingu są używane w odniesieniu do zestawu routerów pod wspólną administracją. To ważny krok w kierunku komputera w pełni optycznego, długoterminowym celem wielu grup badawczych w tej dziedzinie.

Lider zespołu badawczego Harish Bhaskaran z Uniwersytetu Oksfordzkiego Dział Materiałów powiedział: „Światłowody dostarczają zakodowane światło dane do naszych domów i biur, ale informacje te są przekształcane w sygnały elektroniczne po wejściu do komputerów. Przynosząc prędkość transmisji danych opartej na świetle do płytek drukowanych, na których działają komputery, nasza całkowicie optyczna pamięć mogłaby umożliwić hybrydowy chip komputerowy, który wchodzi w interakcje z danymi zarówno optycznie, jak i elektrycznie”.

Nowa praca jest częścią dużego projektu o nazwie Fun-COMP, dla Funkcjonalnie Skalowanej Technologii Obliczeniowej, która łączy partnerów akademickich i przemysłowych w celu opracowania przełomowych technologii sprzętowych.

Komórka pamięci optycznej wykorzystuje światło do kodowania informacji w materiale zmiennofazowym, klasa materiałów używanych do produkcji dysków CD i DVD wielokrotnego zapisu. Laser podgrzewa części materiału zmiennofazowego, co powoduje, że przełącza się między stanami, w których wszystkie atomy są uporządkowane lub nieuporządkowane. Ponieważ te dwa stany wykazują różne optyczne współczynniki załamania światła, dane można odczytać za pomocą światła.

Materiały zmiennofazowe mogą przechowywać dane przez długi czas, ponieważ pozostają w stanie nieuporządkowanym lub uporządkowanym, dopóki nie zostaną ponownie oświetlone określonym rodzajem światła laserowego pierwotnie użytego do zapisu danych. Mieszanie różnych proporcji stanów uporządkowanych i nieuporządkowanych w obszarze materiału umożliwia przechowywanie informacji w kontinuum poziomów zamiast tylko zera i jedynki, jak w tradycyjnej pamięci elektronicznej.

Naukowcy osiągnęli zwiększoną rozdzielczość, stosując nową, opracowaną przez siebie technikę, która wykorzystuje światło laserowe z pojedynczym, impuls dwustopniowy — dwa impulsy połączone w impuls o kształcie prostokąta — w celu precyzyjnej kontroli topnienia i krystalizacji materiału.

Wielopoziomowe przechowywanie pamięci

Naukowcy wykazali, że mogą wykorzystać swoje podejście do niezawodnego kodowania danych 34 poziomy, czyli więcej niż 32 poziomy niezbędne do osiągnięcia programowania 5-bitowego.

„To osiągnięcie wymagało doskonałego zrozumienia interakcji między światłem a materiałem, a następnie wysłania dokładnie odpowiedniego rodzaju impulsu laserowego niezbędnego do osiągnięcia każdego poziomu”,– powiedział Bhaskaran. „Rozwiązaliśmy niezwykle trudny problem”.

Nowa technika może pomóc przezwyciężyć jedno z wąskich gardeł ograniczających szybkość dzisiejszych komputerów: połączenie między procesorem a pamięcią. „Wiele pracy włożono w poprawę komunikacji między tymi dwoma jednostkami za pomocą światłowodów,– powiedział Bhaskaran. 'Jednakże, optyczne połączenie tych dwóch jednostek nadal wymaga kosztownych konwersji elektrooptycznych na obu końcach. Nasza komórka pamięci mogłaby zostać wykorzystana w hybrydowym układzie optyczno-elektrycznym, aby wyeliminować potrzebę tej konwersji po stronie pamięci, umożliwiając przechowywanie i pobieranie danych w sposób optyczny”.

Źródło: http://„Niewydolność serca to okrutna i wyniszczająca choroba, z którą żyje ponad pół miliona ludzi w Wielkiej Brytanii