Pamięci holograficzne i dyski "krzemowe"


              Ciągle jeszcze w każdym komputerze PC znaleźć można stację dyskietek. Ich "zawrotna" jak na dzisiejsze czasy pojemność (1,44 MB) jest już prawie całkowicie niewystarczająca. Mimo że producenci zasypują użytkowników coraz to nowszymi rozwiązaniami (ZIP, LS-120), to ciągle jesteśmy "skazani" na używanie owego "reliktu przeszłości" jakim jest poczciwa stacja dyskietek.
Wydawałoby się, że rozwiązaniem tych kłopotów są dyski twarde. Lecz prawda przedstawia się zgoła odmiennie. Producenci już dzisiaj niebezpiecznie szybko zbliżają się do fizycznej granicy pojemności. W miarę jej wzrostu przy niezmiennej w zasadzie powierzchni zapisu maleje trwałość zapisu magnetycznego. Powoduje to, że wyprodukowanie trwałego, i co ważniejsze, pojemnego nośnika danych staje się coraz droższe. Dlatego też poszukuje się alternatywnych metod przechowywania danych, jedną z nich są

Pamięci holograficzne

Uzyskanie olbrzymiej pojemności wymaga zastosowania zupełnie innej techniki - holografii. Pomysł ten zrodził się już w roku 1963, gdy jeden z pracowników firmy Polaroid - Pieter J. van Heerden zaproponował trójwymiarowy zapis danych. W chwili obecnej żadna z technologii oferujących pojemności rzędu setek GB i czas dostępu do dowolnego obszaru w granicach 100 (mikro)sekund nie jest tak bliska wejścia na rynek, jak właśnie holografia.
Zasada działania
Najistotniejszymi elementami układu zapisująco/odczytującego są dwie wiązki laserowe padające na nośnik pamięciowy, jakim jest kryształ niobianu litu (domieszkowany atomami żelaza). Jedna z nich - węższa - to tzw. wiązka sygnałowa. Zawiera ona dane, jakie mają być zachowane w krysztale. Wiązka druga - zwana referencyjną odpowiada za miejsce w krysztale, w którym dane przesyłane wiązką sygnałową mają być zachowane. Warto wiedzieć, że w tego typu pamięciach nie istnieje pojęcie ścieżki danych. Pamięci holograficzne operują całymi stronami danych. Można sobie wyobrazić, że taki kryształek pokroimy na plasterki o grubości rzędu 100 (mikro)metrów każdy. Taki plasterek to właśnie strona danych przesyłanych przez wiązkę sygnałową. Zapis stronicowy daje olbrzymią korzyść - dużo szybszy czas dostępu do danych, które są odczytywane analogicznie do zapisu (całymi stronami) dzięki odpowiedniemu pozycjonowaniu wiązki referencyjnej.

Nośniki holograficzne

Najpopularniejszym, a raczej najpowszechniej stosowanym w laboratoriach nośnikiem danych był wspomniany już kryształ niobianu litu. Nie jest to jednak jedyna możliwa substancja pozwalająca na holograficzny zapis i odczyt danych. W 1994 firma DuPont wypuściła na rynek fotopolimer o obiecujących możliwościach. Najważniejszą innowacją jaką wnosił nowy materiał był fakt, że ów fotopolimer pod wpływem światła nie ulegał zmianom fotorefrakcyjnym (co ma miejsce w przypadku wzmiankowanego już kryształu) lecz przemianie chemicznej. Różnica polega na tym, że w przypadku fotorefrakcji, w krysztale dane są zapisywane poprzez odpowiednie rozdzielenie ładunków elektrycznych w strukturze kryształu, daje to możliwość ich późniejszej neutralizacji (co oznacza skasowanie zapisu). Natomiast naświetlanie (zapis danych) fotopolimeru wywoływało nieodwracalną reakcję fotochemiczną, co oznacza, że materiał ten nadaje się wyłącznie do tworzenia pamięci stałych (ROM).
Olbrzymie pojemności
Warto zapoznać się też z niektórymi wynikami osiągniętymi przez naukowców w dziedzinie pamięci holograficznych. Np. w 1995 roku niejaki Pu z California Institute of Technology uzyskał gęstość zapisu 10 bitów na 1 (mikro)m^2(kwadratowy) dla dysku o powierzchni zwykłego krążka CD, lecz o grubości zaledwie 100 (mikro)m. Jeżeli zwiększy się grubość materiału holograficznego np. do ok. 1 mm, to gęstość zapisu powinna osiągnąć wartość 100 bitów/mikrometr kwadratowy. Taki dysk holograficzny byłby identyczny rozmiarami z dzisiejszymi CD, lecz oferowałby pojemność rzędu 65 GB. Kolejnym nie mniej spektakularnym osiągnięciem są rezultaty prac naukowców wydziału fizyki University of Oregon. Udało im się zaobserwować w krysztale o nazwie Tm^3+:YAG następujące wyniki: podczas zapisywania 1760-bitowej sekwencji z szybkością 20 Mbit/s osiągnięto gęstość około 8 Gbit/cal kwadratowy zaś transfer danych z zapisanego już nośnika określono na poziomie 1 Gbit/s. Tak olbrzymie wartości osiągnięto jednak w dalekich od domowych warunkach (niskie temperatury, specjalne soczewki itp.)
Zastosowania
Firma Holoplex skonstruowała szybki układ pamięciowy przechowujący wzory linii papilarnych, stosowany we wszelkiego rodzaju systemach wymagających selektywnego dostępu. Co prawda pojemność tego układu jest mniejsza o połowę od zwykłej płyty CD, lecz całą pamięć można odczytać w ciągu jednej sekundy. Warto też wiedzieć, że użycie układów holograficznych pozwoli na szersze wykorzystanie kojarzeniowej natury zapisu holograficznego. Czy będziemy więc świadkami rewolucji na wielką skalę? Raczej nie, z przyczyn ekonomicznych, lecz bez względu na sytuację można się pocieszyć, że pamięci nie zginą, ich przyszłość to holografia.

początek

Wracamy do głównej :)











Dwa słowa na koniec

Producenci wciąż tworzą dyski lepszej generacji, ulepszają istniejące, oferują coraz to doskonalsze. Mówić o tym można by w nieskończoność, a i tak zabrakłoby czasu, choćby ze względu na to, iż pojawiają się coraz to nowsze udoskonalenia w tak zawrotnym tempie, że nie nadążamy tego wszystkiego spostrzec.

Twardy dysk zapełnia się tym szybciej, im więcej na nim wolnego miejsca. Na koniec przytoczyć warto praktyczną wskazówkę dotyczącą kupna dysku twardego. Przede wszystkim należy bać pod uwagę napęd o pojemności dwukrotnie większej niż potrzebujemy. W ten sposób zapewnimy swojemu nabytkowi w miarę długi i spokojny żywot.
Wybór dysków jest ogromny, bo choć jest tylko kilku producentów, to oferują oni zwykle 2-3 serie produktów (np. różniące się szybkością obrotową czy trybem pracy interfejsu), przy czym każda składa się z modeli o 4-5 pojemnościach.

Poniżej zamieszczam zestawienie cenowe różnego rodzaju dysków twardych, a Tych, którzy chcieliby uzyskać bardziej szczegółowe informacje, mogę odesłać na następujące strony producentów dysków:





Producent/nazwaPojemność(w MB)Prędkość(w obrotach)InterfaceCena brutto(w zł)
SeagateBarracuda IV407200ATA 100354
SeagateBarracuda V607200ATA 100482
SeagateBarracuda 7200.7807200ATA 100489
SeagateBarracuda V4207200ATA100 655
Samsung40ATA100339
Samsung607200ATA100415
Samsung805400ATA100416
Samsung807200ATA100468
Samsung120ATA100505
IBM Vancouver II60GB/2 MB cache7200ATA 100442
IBM Vancouver II80GB/2 MB cache7200ATA 100513
Maxtor405400ATA 100338
Maxtor607200ATA 133428
Maxtor807200ATA 133569
Maxtor1207200ATA 133711
Western Digital80GB/8MB7200519
Western Digital120GB/8MB7200738
Western Digital200GB/8MB72001557


              Trzeba naprawdę tęgiej głowy, by wybrać to, co najlepsze. Mam nadzieję, że moje wyżej przedstawione "wypociny" choć trochę w tym pomogą oraz że zarysowałem po części teorię budowy i zasady działania dysku twardego.



początek

Wracamy do głównej :)