我們對資料儲存的需求正在以驚人的速度增長。估計現在全世界範圍内的資料儲存到達了2.7澤位元組,相當于地球上70億人每人儲存好幾萬億位元組的資料。快速可靠的通路這些資料對我們來說顯得尤為重要,但問題是目前我們采用的方式都過于緩慢。
傳統的硬碟驅動器通過磁力将資料編碼進圓盤中,通過一個傳感器掃描圓盤表面進行資料讀取。圓盤必須移動才能進行讀取這一點說明了出現機械故障的可能,也限制了資料存儲的速度。
一些儲存速度更快的固态儲存設備,不存在出現機械故障的可能性,将資料作為小電荷進行儲存。在大多數的筆記本電腦、智能手機和數位相機以及其他電子裝置都使用了這項叫做閃存的技術。雖然固态儲存設備的存儲速度更快但它的使用壽命比硬碟更短并且也更昂貴。它們的存儲速度還是比資料在電腦各部件中穿梭的速度更慢。
固态儲存設備利用磁力将資料進行編碼是最理想的方式。ibm正在研發一種新的改良裝置,叫做賽道儲存。它使用的是比人類頭發絲還要細幾百倍的納米線集合。以一串1到0的字元用磁力将資料編碼進納米線中,雖然它存儲資料的速度比一般硬碟快,但最關鍵的是要找出一種方式讓資料能夠在納米線中進行移動,使探針能夠進行讀寫。或許可以采用施加磁場或通電流的方式,但這會産生熱量減少效率,影響壽命。
還有其他方法讓磁資料“流動”起來。我(作者)來自謝菲爾德大學的團隊和來自利茲大學的john cunningham發現了利用聲波能夠使賽道儲存更有效率的方法,并且将論文發表在了《應用實體快報》上。
用聲波進行移動
在我們的模拟實驗中,在壓電材料層上建立一個磁性納米線的振動感應器,當通電的時候這個感應器會伸拉。通過快速切換電壓它們開始振動,産生一種特殊的聲波作為表面聲波。
利用這種方法我們建立了兩種聲波,一個沿着納米線的前方移動一個逆向移動。這兩種波一起建立出納米線振動強烈的區域和不振動的區域,我的研究發現,在那些振動強烈的區域有大量的磁資料位被吸引過來。如果我們改變這兩種聲波的強度,一個比較強一個比較弱,我們發現振動區域開始沿着納米線進行移動,資料位也随着一起移動。如果交換聲波的強度,資料位的移動方向也跟着改變。隻使用聲音就能使資料向着兩個方向移動。
目前我們的模拟實驗顯示資料位的移動速度大概為100mph。聽起來很快吧,但我們希望它更快,快十倍。但是要實作這一目标的關鍵是表面聲波,因為這種東西隻存在于物體表面,消失的速度很慢,可以移動好幾厘米。由于納米線很小,聲波可以穿過大量的納米線。這使得快速存儲成為可能。
在這種技術成為解決賽道儲存背後的問題之前還有許多疑問需要解決。但根據實驗進度,下一步是建立一個模型對它來進行測試。
原文釋出時間為:2015-12-07
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