В этом посте:
Будущее компьютерной памяти: 5 революционных технологий
Verbatim SecureSave: DVD-диски с шифрованием
Team MXS - третье место в мире!
Чернила с нанотрубками превращают бумагу в суперконденсатор
IBM: 11 нм не предел для кремниевых чипов
Будущее компьютерной памяти: 5 революционных технологий |
 10.12.2009 [08:00], Денис Борн Некоторое время назад сложно было поверить, что огромная коллекция музыки может поместиться на одном небольшом устройстве, едва превышающем по размерам ладонь. То же относится к тысячам снимков в высоком разрешении и карманным фотокамерам. Всего за несколько десятилетий в области технологий хранения данных произошли разительные перемены, а появление флеш-памяти без преувеличения можно назвать революцией. Но время не стоит на месте, и следующей вехой в "потребительской" хронологии должны стать чипы, которые будут способны хранить сотни фильмов в HD-качестве либо всю мировую библиотеку книг. Чтобы воплотить эти мечты в реальность, по всему миру в лабораториях совершенствуют текущие и разрабатывают новые технологии, самые удачные из которых обязательно попадут на рынок – прогресс нельзя остановить. "Суперпамять" близка к реализации взгляда на технологии, высказанного физиком Ричардом Фейнманом (Richard Feynman) 50 лет назад. В ходе лекции для Американского физического общества (American Physical Society) он рассуждал, возможно ли будет когда-нибудь записать 24 тома энциклопедии "Британика" на булавочную головку. Физик подсчитал, что каждая крошечная точка каждой печатной буквы должна быть для этого уменьшена до 1000 атомов – квадрата со стороной 9 нм. Сегодня принцип хранения информации в электронных устройствах, конечно, отличается от условных расчётов Фейнмана, но размер единичного элемента хранения известен – около 40 нм в коммерческих устройствах на основе флеш-памяти. Всего несколько месяцев назад начались поставки первого чипа, на который возможно записать 64 Гбит данных. Фейнман вёл речь, вероятно, о терабайтах. Технологии устройств памяти следующего поколения будут использовать новые материалы, обладать временем доступа в единицы наносекунд и хранить информацию как минимум десятки лет без перезаписи. Сложно назвать чёткие сроки, когда же на полках магазинов появится "суперфлешка", но многомиллиардные доходы полупроводниковой индустрии не дают сомневаться, что для этого предпринимаются все возможные усилия, и на звание технологий следующего поколения уже есть претенденты. MRAM MRAM (magnetoresistive random access memory – магниторезистивная память с произвольным доступом) является "долгожителем" семейства технологий, призванных заменить флеш – несколько компаний трудятся над ней ещё с 1990-х годов. Конструкция представляет собой два тонких слоя ферромагнитного материала, каждый разделён на ячейки. Один из слоёв является постоянным магнитом с неизменным направлением намагниченности. Намагничивание другого может изменяться на 180° путём приложения внешнего магнитного поля или напряжения. Взаимная ориентация намагниченности воспринимается как 1 или 0. Такое решение имеет свои сильные и слабые стороны. К первым принадлежит энергонезависимость, возможность быстрого и простого контроля намагниченности и соответственно скорость доступа (порядка нескольких нс), ко вторым – тенденция к изменению состояния соседних ячеек во время перезаписи одного из битов. Данная проблема является большой головной болью для исследователей. По словам физика Джеймса Скотта (James Scott) из Кэмбриджского университета (University of Cambridge), до сих пор это препятствие не устранено. Ёмкость чипов пока ограничена 32 Мбит. Такие компании, как Hitachi и Toshiba, продолжают работать над MRAM, поддерживая веру в её будущее. FeRAM FeRAM (ferroelectric random access memory – сегнетоэлектрическая память с произвольным доступом) относительно близка к флеш-памяти. В ней также используются электрические явления для контроля за подобной транзистору структурой, но вместо потоков свободных электронов объектом управления выступают электрические заряды в комплексных кристаллах, известных как ферроэлектрики, или сегнетоэлектрики. В этих диэлектриках небольшое внешнее электрическое поле может заставить положительно и отрицательно заряженные ионы изменить свои дипольные моменты и установить стабильную электрическую поляризацию. В зависимости от её направления значение сегнетоэлектрического бита воспринимается как 1 или 0. Небольшое приложенное к кристаллу напряжение изменяет поляризацию и соответственно состояние бита. Процесс происходит очень быстро – менее наносекунды – и требует незначительной расходуемой мощности, а количество циклов записи намного превышает возможности флеш-памяти и достигает значения нескольких миллиардов. Но FeRAM не лишена и "ахиллесовой пяты". "Проблема в том, что FeRAM основана на зарядах", - поясняет физик Райнер Васер (Rainer Waser) из Университета Аахена (RWTH Aachen University) в Германии. Чтобы изменить состояние сегнетоэлектрика с приемлемой скоростью, рядом должны храниться дополнительные заряды, поэтому каждая ячейка такой памяти содержит конденсатор, ограничивающий плотность размещения элементов. На данный момент эксперты не видят возможности для FeRAM обладать такой же ёмкостью чипа, как в микросхемах флеш-памяти. Тем не менее, низкое энергопотребление может пригодиться при решении тех задач, где экономия важнее ёмкости. В феврале 2009 года Toshiba анонсировала прототип 128-Мб чипа FeRAM. PCRAM PCRAM (phase-change random access memory – оперативная память с изменением фазовых состояний) технологии того же ряда, что применяются в перезаписываемых оптических дисках. Информация хранится в атомных структурах материалов, имеющих два возможных фазовых состояния: аморфное, схожее с оконным стеклом с неупорядоченными атомами, и кристаллическое. В последнем случае материал электропроводен, тогда как в аморфном состоянии это изолятор. Подобный материал в PCRAM заключён между двумя электродами, и для переключения между фазами необходим лазерный импульс или электрический ток, чтобы расплавить вещество. Длительное воздействие приводит к формированию кристаллической решётки, а при коротком импульсе материал охлаждается до аморфной фазы. Недостаток – в необходимости передачи энергии для нагрева элементов памяти до нескольких сотен °С, на что уходит значительное количество энергии, хотя с уменьшением устройств на основе PCRAM уровень потребляемой мощности будет снижаться. Зато плотность размещения элементов хранения очень высока: всего несколько атомов нужны для создания ячейки, способной менять состояние с кристаллического на аморфное. Специалисты считают, что реальным значением является 5 нм - почти в 10 раз меньше, чем во флеш-памяти. Более того, время переключения PCRAM может достигать 1 нс. Но с уменьшением этого параметра стабильность состояния материала также снижается, поэтому пока значение скорости переключения в 10-100 раз медленнее теоретического потенциала. Сегодняшняя задача инженеров – достижение оптимального соотношения скорости и стабильности. Samsung недавно представила чип PCRAM ёмкостью 512 Мб. RRAM RRAM (resistive random access memory – резистивная память с произвольным доступом) по масштабам элементов хранения битов сравнима с PCRAM. Только вместо изменения фазового состояния под действием тепла здесь используется электрохимическая реакция. Материалом для резистивной памяти выступает непроводящий оксид, такой как оксид титана. Когда к кристаллу приложено высокое напряжение, удерживающие атомы кислорода связи начинают разрушаться. Кислород оставляет за собой "дырки" и свободные электроны, способные стать носителями зарядов. "Дырки" стремятся сформировать узкие ряды, или электропроводные каналы в кристалле. Обратное напряжение возвращает кислород, снова превращая материал в диэлектрик. Такие переходы создают устойчивые состояния памяти, которые изменяются только под действием высоких значений напряжения определённой полярности. RRAM является быстродействующей технологией с низким энергопотреблением. По словам Стэна Уильямса (Stan Williams) из лаборатории Hewlett-Packard Laboratories в Пало-Альто, Калифорния, переключение состояний происходит в считанные наносекунды, а требуемая энергия измеряется пикоджоулями. Это сотая часть от необходимого флеш-памяти количества. Масштаб битов также впечатляет – переключение может происходить на одном нанометре. Впрочем, и здесь проблема со стабильностью. Если бит с высоким сопротивлением расположен сразу за таковым с низким, тогда электрический ток может "задеть" соседний участок и изменить его состояние. Данное препятствие решают в настоящий момент Hewlett-Packard и другие компании. RRAM примечательна не только благодаря способности хранить информацию. В 2008 году Уильямс с коллегами обнаружил, что устройство на основе резистивной памяти имеет характеристики мемристора – теоретического четвёртого основного элемента электрической цепи после резистора, конденсатора и индуктивности. Мемристор отличается от обычного резистора способностью принимать разные значения сопротивления в зависимости от заряда, который прошёл через него в прошлом. Это делает компонент моделью аналоговой вычислительной единицы человеческого мозга, но с оговоркой: работает она значительно быстрее настоящего синапса и с меньшими затратами энергии. Трековая память (Racetrack memory) Большинство дорог к "суперпамяти" ведут через поиск путей манипулирования атомами и их свойствами в нанометровом масштабе. Однако некоторые учёные уверены, что внимание нужно обратить на конструкцию памяти. Например, трёхмерная архитектура позволит совершить новый прорыв. В трековой памяти биты хранятся в виде крошечных доменов намагниченности, почти как в жёстких дисках. Отличие в том, что эти элементы памяти не являются монолитными блоками, а ведут себя как бусины на магнитном нанопроводнике. Электрический ток перемещает домены , проходящие через считывающие и записывающие головки. Скорость процесса достигает 200 м/с, что эквивалентно времени чтения в десятки наносекунд. Это сравнимо с сегодняшними видами памяти, но преимущество трековой заключается в ёмкости. Плоский проводник микрометрового размера способен хранить данные с не меньшей плотностью, чем флеш-память. Истинный потенциал кроется в изменении конфигурации нанопроводников с двумерной на трёхмерную, когда трековая память сможет хранить в сотни раз больше битов по сравнению с флеш-памятью на той же площади. Однако подобных прототипов ещё не существует. Материалы по теме: - Чип размером с ноготь сможет хранить 20 DVD; - IT-Байки: За миллиард лет до стирания памяти; - IT-Байки: Электроника-2020 – жизнь после смерти кремния. newscientist.com Рубрики: жесткие диски, контроллеры, системы хранения данных, интерфейсы рынок IT интересности из мира HiTech память (RAM/FLASH/etc.), USB/FireWire-контроллеры, смарт-карты и пр. нанотехнологии на острие науки Теги: память, MRAM, FRAM, PRAM, RRAM |
Verbatim SecureSave: DVD-диски с шифрованием |
 10.12.2009 [18:44], Александр Будик Для пользователей, желающих защитить свою ценную информацию от посторонних глаз, компания Verbatim представила новые DVD-диски с возможностью одноразовой записи - SecureSave. Особенностью новинок является записанное на них программное обеспечение, которое позволяет зашифровать данные с помощью алгоритма AES с 256-битным ключом. Это ПО запускается автоматически и делает процесс шифрования удобным и простым. При доступе к данным программа запросит пароль. Защищенные диски SecureSave вмещают до 4,5 Гб информации. Рекомендованная розничная цена одного такого носителя составляет $10. Материалы по теме: - Энциклопедия DVD±RW/DVD±R дисков; - DVD±R/DVD±RW привод ASUS DRW-1814BLT; - DVD±R/DVD±RW-привод TEAC DV-W520GS. CDR-Info Рубрики: интересности из мира HiTech приводы и носители CD/DVD, MO-приводы Теги: dvd, verbatim, диск, носитель, шифрование, данные, aes |
Team MXS - третье место в мире! |
 10.12.2009 [12:14], Игорь Свадковский Зима. Идеальное время года для бенчеров и оверклокеров всего мира. Когда за окном холодно, а от разогнанного железа жарко, самое время открыть окна, одеться потеплее и, вооружившись жидким азотом, приступить к покорению новых высот. Так и поступили ребята из Team MXS, проживающие в славном городе Киеве. В этот раз в составе передового отряда бенчеров Team MXS вошли H@Nter, mtech, BuM!!!, и... один из отцов основателей Team MXS - легендарный ALT-F13. Поводом для сборов послужило огромное желание ребят покорить третье место среди оверклокерских команд всего мира. В качестве одного из инструментов использовались две видеокарты AMD Radeon HD 5970. Основой для тестового стенда послужили процессор Intel Core i7 975 Extreme Edition и материнская плата ASUS Rampage II Extreme. Как водится, перед тем, как приступить к процессу бенчинга, необходимо провести подготовку тестового стенда и проверить всё до мельчайших деталей, поскольку во время "операции" все мелочи важны, каждая деталь может повлиять на результат. После подготовки системы началась активная стадия мероприятия - бенчмаркинг. В этот раз Team MXS сосредоточилась на достижении хороших результатах в ряде 3D дисциплин, признанных на hwbot.org - месте паломничества оверклокеров со всего мира. За процессом наблюдает ALT-F13 вместе остальными участниками Team MXS Modlabs.net. В результате проведённой бенч-сессии были получены довольно неплохие результаты, которые позволили нашей команде продвинуться в мировом рейтинге на третье общекомандное место! Более того, бенчер mtech вошёл в TOP-20 оверклокеров мира, H@NTer вошёл в пятёрку лидеров среди оверклокеров Украины. Мы искренне поздравляем ребят с их достижениями и надеемся, что впредь они вновь и вновь будут радовать нас своими достижениями! Рубрики: разгон и замеры производительности системы Теги: Team, MXS, оверклокер, бенчмарк |
Чернила с нанотрубками превращают бумагу в суперконденсатор |
 10.12.2009 [09:01], Денис Борн Учёные из Стэнфордского университета (Stanford University) применили нанотехнологии, чтобы создать сверхлёгкие, гибкие батареи и суперконденсаторы в виде обычной бумаги. Простое покрытие бумажного листа чернилами с углеродными нанотрубками и нанопроводниками из серебра объединяет эти материалы в устройство хранения заряда. Как известно, конденсаторы способны удерживать заряд в течение меньшего промежутка времени по сравнению с аккумуляторами, но зарядка также происходит существенно быстрее. По словам доцента материаловедения и инженерии Юи Кю (Yi Cui), используемые им наноматериалы содержат структуры с очень маленьким диаметром, что позволяет чернилам прочно держаться на волокнистой бумаге и делает батареи и конденсаторы износостойкими. Бумажный суперконденсатор выдерживает 40 тыс. циклов накопления и отдачи заряда – как минимум на порядок больше литий-ионных батарей. Ранее Кю уже создавал устройства хранения энергии с использованием пластика. Его новое исследование демонстрирует, что бумажные решения обладают большей прочностью вследствие сил сцепления между чернилами и бумагой. Более того, такую батарею можно изгибать, мять и помещать в растворы без последствий для характеристик. "Мы только не пробовали жечь устройства", - говорит доцент. Подсчёты показали, что покрытая килограммом чернил с нанотрубками бумага будет питать 40-Вт лампу около часа. Гибкость бумаги позволяет найти высокотехнологичным решениям на её основе множество применений. Суперконденсаторы пригодны для электрических или гибридных автомобилей, для которых важно время подзарядки. Преимуществом является отношение площади поверхности бумажных суперконденсаторов к их объёму. Исследователи утверждают, что коммерциализация разработки не затянется, а особые перспективы Кю видит в крупномасштабных распределительных сетях: генерируемое ночью чрезмерное количество энергии может быть сохранено для периодов пиковых нагрузок в течение дня. Не менее привлекательна новая технология и для "ферм" из ветрогенераторов или солнечных систем генерирования электроэнергии. Материалы по теме: - Солнечные батареи на перчатках и шапке; - Увеличиваем время работы от батарей – рекомендации Intel; - Батареи с ионной жидкостью – прорыв среди аккумуляторов. www.technologyreview.com Рубрики: блоки питания, адаптеры, источники питания интересности из мира HiTech нанотехнологии Теги: нано, бумага, суперконденсатор, аккумулятор, батарея |
IBM: 11 нм не предел для кремниевых чипов |
 10.12.2009 [12:20], Александр Будик Компания IBM провела две серии презентаций, в которых были затронуты проблемы технологий производства полупроводниковых устройств. В лекциях под названием "Scaling Challenges: Device Architectures, New Materials, and Process Technologies" основное внимание представители IBM уделили микротехнологиям. В других под названием "Low Power/Low Energy Circuits: From Device to System Aspects" были рассмотрены вопросы снижения потребляемой мощности устройств. В своём выступлении представитель IBM Research Division отметил, что к производству кремниевых чипов можно применить проектные нормы 15 нм, 11 нм, и даже ещё более прецизионные техпроцессы. Но для этого требуется существенно изменить существующие архитектуру полупроводниковых приборов, а также использовать так называемые полностью обеднённые транзисторы. Для "сверхтонких" техпроцессов можно применять FinFET-транзисторы, ETSOI (extremely thin SOI) и нанонити. Как отмечается, при переходе на 15- и 11-нм техпроцессы повысить производительность микросхем с помощью микротехнологий уже не удастся на столько, сколько это позволяют чипы 32- и 22-нм поколений. В чипах "10-нм класса" снижения удельной потребляемой мощности в расчете на производительность IBM планирует добиться за счет масштабирования длины затвора, ширины канала транзистора и напряжения питания. По прогнозам IBM, в ближайшее десятилетие мы станем свидетелями грандиозного увеличения количества элементов в полупроводниковых микросхемах – от 50 до 100 и более миллиардов. Материалы по теме: - Кремний и нитрид галлия продлят действие закона Мура; - IDF 2009: за горизонтом новых технологий; - Next-Gen видеокарты Radeon освоят 32-нм техпроцесс. Tech-On! Рубрики: процессоры рынок IT интересности из мира HiTech Теги: ibm, чип, процессор, кремний, полупроводник |
Комментариев нет:
Отправить комментарий