Китайские учёные вновь совершили прорыв, на этот раз в области хранения данных, создав инновационную систему, работающую на основе органических молекул. Этот метод позволяет записывать и шифровать информацию с невероятной плотностью, открывая путь к созданию жестких дисков огромной емкости — до 100 ТБ и более. Однако для полной реализации новой технологии необходимо решить ключевую проблему — увеличить срок службы измерительных наконечников атомно-силового микроскопа.
Традиционные жёсткие диски работают благодаря магнитным дискам, которые меняют свои свойства под воздействием магнитных головок. Молекулярная же технология хранения данных опирается на крошечные молекулы, способные изменять свои электрические свойства под воздействием напряжения. Ученые из Шанхайского университета Цзяотун создали тонкий монослой, состоящий из 200 самоорганизующихся молекул рутения (Ru LPH). Этот материал может переключаться между состояниями окисления и накопления ионов, что позволяет изменять проводимость материала с помощью наконечника проводящего атомно-силового микроскопа. Диаметр наконечника составляет всего 25 нм, что обеспечивает запись и считывание данных под воздействием слабого напряжения. Такой подход позволяет использовать 96 различных состояний проводимости на единицу, что эквивалентно 6-битному хранению. По оценкам разработчиков, толщина монослоя составляет 2,54 Нм.
Эта система не требует мощных магнитных полей и нагрева носителя, что делает ее невероятно энергоэффективной — потребление энергии составляет всего лишь пВт на бит. Это значительное преимущество для крупномасштабного хранения данных. Однако, поскольку ученые предполагают использовать свое изобретение в накопителях с вращающимися носителями на стеклянных подложках, реальное энергопотребление, вероятно, будет сопоставимо с традиционными жесткими дисками, так как приводу по-прежнему требуется электричество.
Молекулярные жёсткие диски обладают уникальным свойством встроенного шифрования, используя битовые операции исключающего «или». Это позволяет безопасно кодировать данные на молекулярном уровне, что предотвращает несанкционированный доступ. Кроме того, такой носитель может выполнять логические операции непосредственно в блоке хранения, что снижает потребность в дополнительной вычислительной мощности.
Несмотря на огромный потенциал, молекулярные диски имеют один, но существенный недостаток — короткий срок службы наконечника микроскопа. По данным nature, эти наконечники выдерживают от 50 до 200 часов при периодическом использовании и всего от 5 до 50 часов в непрерывном режиме. Но если эта проблема будет решена, молекулярное хранение может сравняться или даже превзойти плотность.
Оценили 0 человек
0 кармы