Виды памяти вытесняющие статическую память (стр. 2 из 2)
Молекулярная память
- Группа исследователей центра "W.M. Keck Center for Molecular Electronic" под руководством профессора Роберта Р. Бирга (Robert R. Birge) уже относительно давно получила прототип подсистемы памяти, использующей для запоминания цифровые биты молекулы. Это - молекулы протеина, который называется бактериородопсин (bacteriorhodopsin). Он имеет пурпурный цвет, поглощает свет и присутствует в мембране микроорганизма, называемого halobacterium halobium. Этот микроорганизм "проживает" в соляных болотах, где температура может достигать +150 °С. Когда уровень содержания кислорода в окружающей среде настолько низок, что для получения энергии невозможно использовать дыхание (окисление), он для фотосинтеза использует протеин.
- Как показали исследования Бирга, bR-состояние (логическое значение бита "0") и Q-состояние (логическое значение бита "1") являются промежуточными состояниями молекулы и могут оставаться стабильными в течение многих лет. Это свойство, в частности, обеспечивающее удивительную стабильность протеина, и было приобретено эволюционным путем в борьбе за выживание в суровых условиях соляных болот. По оценкам Бирга, данные, записанные на бактериородопсинном запоминающем устройстве, должны сохраняться приблизительно пять лет. Другой важной особенностью бактериородопсина является то, что эти два состояния имеют заметно отличающиеся спектры поглощения. Это позволяет легко определить текущее состояние молекулы с помощью лазера, настроенного на соответствующую частоту.
- Был построен прототип системы памяти, в котором бактсриородопсин запоминает данные в трехмерной матрице. Такая матрица представляет собой кювету (прозрачный сосуд), заполненную полиакридным гелем, в который помещен протеин. Кювета имеет продолговатую форму размером 1x1x2 дюйма. Протеин, который находится в bR-состоянии, фиксируется в пространстве при полимеризации геля. Кювету окружают батарея лазеров и детекторная матрица, построенная на базе прибора, использующего принцип зарядовой инжекции (CID - Charge Injection Device), которые служат для записи и чтения данных.
- При записи данных сначала надо зажечь желтый "страничный" лазер - для перевода молекул в Q-состояние.
Для того, чтобы прочитать данные, надо опять зажечь страничный лазер, который переводит читаемую страницу в Q-состояние. Это делается для того, чтобы в дальнейшем, с помощью различия в спектрах поглощения, идентифицировать двоичные нули и единицы. Через 2ms после этого страница "окунается" в низкоинтенсивный световой поток красного лазера. Низкая интенсивность нужна для того, чтобы предупредить "перепрыгивание" молекул в Q-состояние. Для стирания данных достаточно короткого импульса синего лазера, чтобы вернуть молекулы из Q-состояния в исходное bR-состояние.
- В этом году компании Toshiba и Samsung удивили мир, начав производство 0.85-дюймовых жестких дисков с емкостью 4 ГБ. Но это ничто по сравнению с тем, над чем работает группа химиков из Университета Глазго. Эта команда разрабатывает нано-кластеры – групы молекул, которые на поверхности в 10000 раз меньше толщины человеческого волоса способны хранить большие объемы информации. Так, например 0.85-дюймовый носитель с такой технологией может достигать емкости до 40 терабайт, на который можна будет уместить до 10 милионов музыкальных файлов, 8000 фильмов или, например Библиотеку Конгресса..;)
Модуль памяти RIMM.
- Технология Direct Rambus DRAM предусматривает совершенно новый подход к построению архитектуры подсистемы памяти.
- Во-первых, разработан специальный интерфейс Rambus для подключения модулей памяти к контроллеру. Во-вторых, модули памяти соединены с контроллером специальными каналами с шириной шины данных 18 (16+2) бит и шины управления 8 бит. В третьих, разработаны новые модули памяти RIMM (Rambus InLine Memory Module).
- Каждый канал Rambus способен поддерживать до 32 банков и теоретически может работать на частоте до 800 МГц. К контроллеру можно подключить несколько каналов Rambus. Сам контроллер работает на частоте до 200 МГц, которая определяется уже частотой системной шины. Пока такие значения доступны только для систем на базе процессоров Athlon фирмы АМD.
- На практике начинают проявляться недостатки технологии Rambus, связанные с ее архитектурой. Например, если операция записи данных должна следовать за операцией чтения, контроллер вынужден генерировать задержку, величина которой зависит от физической длины проводников канала Rambus. Если канал короткий, задержка составит всего один такт (на частоте 400 МГц около 2,5 нс). В худшем случае, при максимально длинном канале, величина задержки достигает 12,5 нс. К этому следует прибавить задержки, генерируемые в самих циклах чтения/записи, поэтому общий итог выглядит уже не столь радужно даже в сравнении с модулями SDRAM.
