Ёмкость перезаписываемых лазерных дисков может возрасти в 100 раз

Работа Пьера Лукаса (Pierre Lucas), профессора Аризонского уиверситета, над расширением количества состояний, которые может принимать фазовый материал (Phase-Change Material, PCM), открывает перспективы многократного увеличения информационной ёмкости перезаписываемых лазерных дисков и чипов памяти.

В используемых сегодня PCM двоичным нулям и единицам соответствуют два состояния материала — кристаллическое и аморфное (стеклоподобное). Лукас рассчитывает расширить количество опций так, чтобы биты можно было сохранять также в полукристаллическом и полустеклянном состояниях, либо в материале, являющимся кристаллом на три четверти.

«Это позволит потребителям размещать в 10 раз больше данных на компакт-диске или в микрочипе, или даже в 100 раз больше данных», — считает Лукас.

Новый тип PCM в большей мере, чем прежние страдает от эффекта фазового дрейфа: кристаллическое состояние характеризуется наименьшей энергией, поэтому стеклянный материал со временем «дрейфует» в более энергетически выгодную фазу. Для материала, хранящего информацию в частичной кристаллизации, постепенное самопроизвольное изменение процентной доли кристалла представляет серьёзную проблему.

Лукас работает над созданием материала, который в ходе изменения фазы находится в жидком состоянии, а в окончательном виде становится вязким, то есть более стабильным.

«В компьютере вам нужно, чтобы чип памяти работал очень быстро, а это означает, что изменения должны происходить действительно быстро, примерно миллиард раз в секунду, — объясняет Лукас. — Это означает, что процесс переключения между кристаллом и стеклом должен быть очень быстрым, и это возможно лишь если атомы находятся в очень жидком состоянии. Но когда переключение заканчивается, вам нужно, чтобы PCM становился очень вязким и сформировал стеклянный бит памяти, который был бы стабилен».

Подобная «вязкая» стабильность, по мнению автора, в идеале должна обеспечить возможность сверхбыстрой обработки информации в многоуровневых ячейках по образу и подобию того, как работают нейроны человеческого мозга.