Még több memóriát!
Az új adattárolási technológiákat fejlesztő mérnököknek számtalan fontos szempontot kell figyelembe venniük. A jövő tárolóeszközei rendelkezzenek minél nagyobb tárkapacitással a lehető legkisebb méret mellett, legyenek nagyon gyorsak, legyenek energiatakarékosak, álljanak ellen a mechanikai behatásoknak, legyenek hosszú távon megbízhatók, és persze kerüljenek minél kevesebbe. A merevlemezek kapacitás/ár arányát nem sikerült elérni, de azért komoly előrelépéseket tettek a flashmemória különböző változatai, és egy egész sor hasonló, mozgó alkatrészeket nem tartalmazó memóriatípus vár arra, hogy meghódíthassa a piacot.
A különböző gyártók által fejlesztgetett FeRAM és MRAM minden ígéret ellenére a mai napig nem foglalta el helyét a számítástechnikában, alkalmazásuk szűkebb szegmensekre korlátozódik, például autókban használnak efféle, kis tárkapacitású chipeket. A PRAM (másképpen PCM) elég jól áll, korábban az IBM és a Samsung is mutatott működő prototípusokat, az Intel és az STMicroelectronics vegyesvállalata, a Numonyx pedig már szállítja is első chipjének mintáit a partnereknek. Ugyancsak ígéretes lehet a Fujitsu ReRAM-ja, illetve az Arizonai Állami Egyetemen fejlesztett, de több nagy gyártó által is támogatott PMCm, ám egyelőre rejtély, ezek mikorra érnek meg a piaci forgalmazásra.
A félvezetőalapú megoldások jó adatsűrűséget és sebességet, kis fogyasztást kínálnak, kellően robusztusak, igaz, bizonyos fajtáik korlátozott számú írás-törlés ciklust bírnak ki. A kritikusok még egy jellemzőt kifogásolnak: ahogy a gyártástechnológia fejlődésével egyre kisebb és kisebb csíkszélességre állnak át, a váltás a gyártóberendezések fejlesztése vagy cseréje miatt mindig nagy összegeket emészt fel, ami lassítja a megtérülést, drágábbá teszi a tárolóegységeket. Jó lenne tehát olyan eszközt alkotni, amely másképpen tárolja az adatokat, és valami módon egyesíti a merevlemezek és a félvezetőalapú memóriák, SSD-k előnyeit. Ez a dilemma korántsem új, ám egy amerikai cégnek, a Nanochipnek, illetve az InfoWorld róla szóló tudósításának köszönhetően most ismét reflektorfénybe került egy alternatív technológia. A történetet viszont kicsit korábbról kell indítanunk.
Az IBM „ezerlábúja”
Az IBM zürichi kutatóközpontjában az 1990-es évek végére kezdtek beérni egy kutatási projekt gyümölcsei. A Millipede (’ezerlábú’) nevű tárolóban egy rácsozaton nagyon apró, néhányszor tíz mikrométeres szondák mátrixát alakították ki, mely alatt egy polimerrel borított szilíciumlapka terült el. A szondák csúcsa kevesebb mint 20 nm átmérőjű volt, ezzel írták és olvasták az adatokat, miközben a szondák a tartószerkezettel együtt képesek voltak az x és y tengelyek mentén elmozdulni, mégpedig rendkívüli precizitással.
A Millipede működését érzékeltető grafika
A szondák melegítésével apró bemélyedések keletkeztek a polimerben, ezek kódolták az egyes biteket, a kiolvasás pedig egy kisebb mértékű melegítéssel, illetve a hőmérséklet függvényében változó ellenállás mérésével történt. Mivel a polimernek csak a formája deformálódott a melegítés során, anyagvesztés viszont nem történt, ezért lehetővé vált a törlés és az újraírás is, igaz, nem bitszinten, hanem nagyobb blokkokban, de ez így is megfelelt a valós felhasználás igényeinek. A kis mélyedéseket négyzetraszterben vagy más elrendezésben is ki lehetett alakítani.
A Millipede projekt az ezredfordulót követően lépett a szélesebb nyilvánosság elé; a szakma előtt bemutatott prototípusok mind összetettebbé váltak, ezzel együtt nőtt az adatsűrűség is. Az 1024 szondát tartalmazó chip adattároló felülete 3 x 3 mm volt, pár évvel később a 4096 tűs mindössze 7 mm2 hasznos területet igényelt; mindeközben az adatsűrűség értéke a kezdeti 100–200-ról 400–500 gigabit/négyzethüvelykre emelkedett. Az IBM kutatói bizakodóak voltak, 2005-ben a Millipede prototípusa a CeBIT-en is megjelent, és felmerült, hogy 2007/2008 táján akár piacra is kerülhet a technológia.
A Millipede szondáit hordozó kis konzolok mátrixa
Az újfajta tárolóról azóta nem sokat hallhattunk, ám a projekt nem került a süllyesztőbe, sőt újabb támogatókat kapott. A Probe-Based Terabit Memory (ProTeM) nevű programot részben az Európai Unió finanszírozza kutatás-fejlesztési alapjaiból, és az IBM-en kívül egyetemek, kutatóintézetek és vállalatok vesznek benne részt, egyebek mellett az STMicroelectronics, a Fraunhofer Intézet, a HP, a Pioneer, a Samsung vagy az 1996-ban alapított Nanochip. A közös cél olyan miniatűr szondákat tartalmazó adattároló chipek készítése, amelyek adatsűrűsége átlépi az 1 terabit/négyzethüvelykes határt, majd a későbbiekben eléri akár ennek tízszeresét is.
Nanochip – piaci premier 2010-ben?
A Nanochip, amelynek befektetői között található az Intel Capital is, azt ígéri, még ebben az évben elkészül első saját prototípusaival, 2009-re eljut a mintapéldányok szállításáig, 2010-re pedig már piacra dobható chipeket tervez. A cég által mikroelektro-mechanikai rendszernek (MEMS) nevezett tároló kapacitását illetően arra számítanak, hogy kezdetben reálisan néhány tíz gigabájtos tárhellyel lehet kalkulálni chipenként, de a belőlük felépített tárolóegységek átléphetik a 100 GB-os, később pedig az 1 TB-os határt. Mindez felhasználási terület kérdése, mivel termékeik éppúgy megjelenhetnek pendrive-okban, mint nagyobb memóriamodulokban vagy merevlemezhelyettesítő eszközökben.
Mindehhez alapvetően arra a megoldásra támaszkodnak, mint az IBM, de a polimer réteget valami más, szigorú titokként kezelt anyagra cserélték. Valószínű, hogy a Nanochip eljárása valamiképpen a fázisváltásra épül, az ehhez szükséges technológiát ugyanis 2004-ben licencelték az Ovonyxtől. A szondákkal egy bit tárolása ma mintegy 15 x 15 nm területet igényel, ám bíznak benne, hogy ez a jövőben (10–12 éven belül) 2–3 nm-re csökkenthető, ami egy terabájt feletti chipeket jelenthetne. Az árral kapcsolatban egyelőre csak óvatos becslések olvashatók; 2010-ben reális lehet az 1 dolláros költség gigabájtonként, ami a flash jelenlegi 15–18 dollárjához képest mindenképpen olcsónak mondható, még ha nehezen lehet is megjósolni, milyen lesz a piac két év múlva.
