Skyrmiony mohou značně navýšit hustotu zápisu dat

Skyrmiony mohou značně navýšit hustotu zápisu dat

Magnetický záznam pro ukládání dat naráží na své fyzikální limity. Skyrmiony ale umožňují zvýšit hustotu ještě mnohem více.

I když se od pevných disků vše pomalu odklání do křemíkových čipů bez mechanických součástí, mají stále své místo na trhu. Díky levné výrobě a velmi nízké ceně za jeden gigabajt uložených dat jsou ideální pro ukládání dat, ke kterým není nutné přistupovat v extrémně krátké době, kterou se pyšní například flash čipy.

Samotný materiál na rotující plotně ale naráží na fyzikální limity. Magnetické částice jsou totiž už moc blízko a začínají se tak ovlivňovat. A protože jde o jejich natočení, je stále těžší odvrátit poškození základní informace reprezentující stav 0 nebo 1. Magnetické bity jsou kvůli miniaturizaci náchylné i na ovlivňování tepelnou fluktuací (superparamagnetismus).

Skyrmiony: teoretické částice pro reálné využití

Skyrmion je hypotetická subatomární částice podobná baryonům, která se díky své velikosti a vlastnostem dostala do hledáčku vědců z univerzity v Hamburgu.

Poprvé v historii se týmu v čele s profesorem Rolandem Wiesendangerem podařilo vytvořit a smazat několik jednotlivých skyrmionů, které měly speciální magnetický bodový tvar.


Jak můžete vidět na obrázku, skyrmiony je možné vytvořit a opětovně smazat, přičemž se mezi sebou neovlivňují jako magnetické bity u klasických pevných disků. Tato unikátní vlastnost může vést k rapidnímu zvýšení hustoty pro uložení bitů s magnetickou technologií.

360stupňová struktura na dvourozměrném povrchu může být vytvořena a zničena s velmi malou energií, což souvisí i s případnou budoucí spotřebou takových pevných disků.

Zatím je potřeba nízká teplota

I když se jedná o revoluční objev v této oblasti, který obchází problémy miniaturizace klasických magnetických bitů, vědci prozatím nemají vyhráno a čeká je ještě dlouhá cesta.

První manipulace s magnetickými skyrmiony byla provedena pomocí externího magnetického pole a na velmi tenké vrstvě palladia, železa a iridiového krystalu s tloušťkou dvou atomů.

Výsledné skyrmiony o velikosti několika jednotek nanometrů byly poté snímány řádkovacím tunelovým mikroskopem s polarizací spinu. Úspěšnost manipulace se pohybovala kolem 60 % a navíc při velmi nízkých teplotách, které u případných budoucích pevných disků nelze zaručit ani provozovat kvůli vysoké spotřebě a dalším problémům.

Skyrmiony je zatím možné vytvářet i mazat pomocí STM. Zdroj: Univerzita v Hamburgu

Přežije magnetická technologie?

Vědci mají v plánu na technologii i nadále pracovat a vyřešit nejen potřebu nízké teploty, ale samozřejmě i použitých materiálů, které musí být pro hromadnou výrobu levnější. Je nutné zapracovat i na efektivitě a přesnosti manipulace, i když s dnešními technologiemi lze podobné problémy vyřešit pomocí inteligentních algoritmů a množstvím redundantních bitů.

Zda se ale magnetická technologie udrží jako taková a postoupí i do takto miniaturních nanometrových velikostí, je složitou otázkou. Vše se odvíjí od výsledné ceny, protože ta jediná je nyní výhodou magnetické technologie obecně. Vzhledem k přechodu na křemíkové čipy flash u zařízení pro koncové uživatele, se ale oblast zájmu v tomto segmentu zmenšuje. Důležitým použitím ale mohou být datacentra, kde drtivá většina dat není potřeba v extrémně krátkém čase a hraje se především na cenu.

V budoucnu se tak místo malých pevných disků možná dočkáme třeba specializovaných a větších modelů, které budou určené pro nasazení v obřích serverech jako nejlevnější úložné médium.

zdroj: E15

https://twitter.com/cech_marek

Leave a reply

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

„O chytré ženské je nouze. Konečně o chytré mužské zrovna tak.“ Jan Werich