新分子有望帶來超高密度的SSD替代品
存儲研究領域的***突破可能在未來為我們帶來新型的固態硬盤設備,這種設備將可以像硬盤驅動器一樣使用,并能存儲1000倍更多的數據。
近日,麻省理工學院科學家領導的一個國際研究小組已經發現了新的分子存儲方式,即把數據存儲在單個分子中。這項突破可以將該技術從實驗室引入數據中心,降低其制造成本。
這項發現的關鍵是印度科學教育和研究學院(IISER)的化學家研發的一種新的分子,這種分子允許研究人員使用更少的材料層來構建磁性內存,使其更薄、更便宜以及在常溫下更可用。這將為消費者和企業帶來每平方英寸1000TB數據的存儲。
領導這項研究的麻省理工學院的Jagadeesh Moodera表示,基于這項新發現的存儲設備可能要五年或十年才會面市。這項發現可能會引發更多此類研究來開發更多更好的內存設計。
Moodera表示:“現在我們已經知道,應該往哪個方向走。”
分子內存將數據存儲在特殊分子中,使用單個分子的磁狀態來表示二進制數據的1和0。與現有的硬盤驅動器相比,這種技術可以在更小的空間內存儲更多數據。
此前分子內存的實驗裝置將用于存儲的分子層(被稱為絕緣體)夾在兩個磁電荷層(被稱為鐵磁電極)之間。改變這些電極的相對磁方向會改變中間分子的導電性,而導電性的這兩種狀態可以代表1和0。
IISER研究人員開發出一種新的分子,并發現只需通過一個鐵磁電極就能改變其導電性。這意味著其他層可以是普通的金屬電極。
金屬電極比鐵磁電極更便宜,但它同樣也可以檢測到單個存儲分子的狀態變化。因此,它可以代替硬盤驅動器上使用的傳感器。Moodera表示,這種存儲設備將沒有可移動部件,但仍然具有很長的“寫入壽命(write life)”。寫入壽命,或者說新數據可以被寫入到存儲設備的次數,通常是硬盤驅動器高于閃存。這也是某些企業還沒有使用固態存儲的原因。
這種新分子和分層技術還使研究小組只需使用一個絕緣體分子層,使我們更容易制造分子內存。之前這種技術需要使用五個或六個分子層,而這增加了成本。
此外,這項新發現還將帶來更大的穩定性,使整個系統需要更少的冷卻。此前實驗室中的分子內存設備需要冷卻到接近絕對零度。而現在只需要零攝氏度或者冰點,分子內存就能使用。這種溫度方面的進步讓Moodera對未來發展感到樂觀,這種設備最終將能夠滿足IT部門的操作要求—通常要求在100攝氏度(水的沸點的溫度)保證數據的存活。
有了足夠的資金,我們相信在未來幾年內進一步的研究將會研發出新類型的分子(IISER開發的分子是石墨烯分子片段),以及處理這些新型分子的新方式,而不需要溶解分子,因為它們比現在存儲設備中使用的元件更脆弱。
與此同時,現在我們使用的歷史悠久的硬盤驅動器設計可能產生更高的密度,總之,需求將推動存儲領域的探索。