Anfang dieses Jahres hat eine Gruppe niederländischer Ingenieure
eine neue Methode zum Speichern von Daten eingeführt. Er kombinierte die Methoden der magnetischen und optischen Aufzeichnung und hat eine bessere Leistung als klassische Festplatten.
Foto Andrew “FastLizard4” / Flickr / CC BY-SAWas ist Technologie?
Eines der häufigsten Medien im Rechenzentrum sind Festplatten. Sie sind recht billig (im Vergleich zu SSDs) und haben eine hohe Kapazität. Große Anordnungen dieser Geräte verbrauchen jedoch erhebliche Mengen an Elektrizität.
Angesichts der stetig wachsenden Menge an gespeicherten Daten steigen auch die Stromrechnungen. Diese Art der Speicherung kann die Hälfte des Energieverbrauchs von Rechenzentren ausmachen. Gleichzeitig ist die Leistung von Festplatten trotz
regelmäßiger Verbesserung der Aufzeichnungstechnologien beispielsweise der von Solid-State-Laufwerken unterlegen.
Wissenschaftler der Technischen Universität Eindhoven (TU / e) haben sich
verpflichtet , diese Probleme
zu lösen. Sie kombinierten die Fähigkeiten der magnetischen und optischen Aufzeichnung, um neue Technologien zu entwickeln.
Wie funktioniert es?
Die Lösung basiert
auf dem Effekt des rein optischen Schaltens, bei dem ein ultrakurzer Laserpuls zum Umschalten der Polarität des magnetischen Materials verwendet wird. Dieser Effekt wurde vor zehn Jahren entdeckt, aber bis heute war eine Reihe von Laserpulsen für die Umkehrung der Magnetisierung erforderlich, was die Aufnahmezeit erheblich verlangsamte.
Ein Team von Ingenieuren der TU / e konnte mit
einem einzigen
Femtosekundenlaser optisch schalten. Die Daten wurden auf einem synthetischen Ferromagneten aufgezeichnet. Das Umschalten der Zellen wurde in wenigen Pikosekunden durchgeführt, was hunderte Male höher ist als die Fähigkeiten klassischer magnetischer Geräte.
Die Autoren kombinierten diesen Ansatz zur Aufzeichnung mit „laufendem Speicher“ - einem magnetischen „Draht“, durch den elektrischer Strom Bits führt. Die vom Laserpuls aufgezeichneten Bits
bewegen sich weiter entlang des Drahtes und schaffen Platz für die Aufzeichnung der nächsten Information. Es stellt sich als eine Art Förderer heraus.
Es wird möglich sein, die aufgezeichneten Informationen mit einem anderen optischen Hochgeschwindigkeitsgerät zu lesen, aber die Ingenieure von TU / e haben sie bisher nicht implementiert. Die Forscher suchen auch nach Möglichkeiten, die Größe aller Komponenten eines neuen Speichertyps zu reduzieren und in integrierten Photonikschemata zu verwenden.
Ähnliche Entwicklungen
Eine ähnliche Technologie zur Datenaufzeichnung wurde
von Ingenieuren aus Australien
erfunden . Sie schlugen vor, fluoreszierende Salzkristalle als Träger zu verwenden. Ein Laser mit geringer Leistung codiert Informationen mithilfe spezieller Muster - er ändert die Fluoreszenzeigenschaften von Kristallen gemäß einem bestimmten Muster.
Wissenschaftler hoffen, dass solche Speicher aufgrund der geringen Leistung der Laser und der Größe des Salzes in Zukunft in
photonischen integrierten Schaltkreisen Anwendung finden
werden . Kristalle können auch in jedes Material eingebettet werden - Kunststoff, Metall, Glas. Daher können Salzkörner in Zukunft zu einem vollwertigen Speichersystem für kundenspezifische Geräte werden.
Ähnliche Ziele wurden von Experten aus China gesetzt. Sie
entwickelten ein optisches 10-TB-Laufwerk, das Informationen für sechshundert Jahre speichern kann. Die Scheibenmatrix bestand aus Glas und Gold. Glas wurde wegen seiner Haltbarkeit als Hauptmaterial gewählt - es kann tausend Jahre lang unverändert bleiben. Informationen wurden in fünf Dimensionen codiert: drei Richtungen im Raum sowie Farbe und Polarisation. Für die Aufnahme verwendete das Team einen Femtosekundenlaser.
Foto Rob Lee / Flickr / CC BY-NDTests
ergaben, dass nach drei Stunden künstlicher Alterung in einem Ofen bei 180 ° C die Daten auf der Disc immer noch lesbar sind. Die Ergebnisse finden Sie auf
Seite 5 des wissenschaftlichen Artikels .
Eine ähnliche Lösung wurde
von Ingenieuren aus Großbritannien und Deutschland vorgestellt. Ihre Art von optischem Speicher verwendet auch Laser, um den Zustand in Zellen zu ändern, von denen jede fünf Informationsbits speichert. In Zukunft wollen sie die Technologie zur Entwicklung photonischer Analoga von Mikroprozessoren nutzen oder in optische Speicherchips einführen.
Alle oben genannten optischen Technologien können die Festplatte in Zukunft vollständig ersetzen. Dank der hohen Aufnahmegeschwindigkeit und des geringen Stromverbrauchs, die durch einzelne Laserpulse erzielt werden, können Sie den Ansatz in photonischen integrierten Schaltkreisen implementieren. Bisher werden jedoch alle Experimente mit ähnlichen Geräten in den Wänden von Labors durchgeführt. Und es ist nicht bekannt, wann die ersten Geräte auf den Markt kommen werden, wenn überhaupt.
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