Инженеры из Университета штата Иллинойс разработали технологию создания энергонезависимой памяти со сверхмалым энергопотреблением. Портативные устройства, снабженные такой памятью, смогут работать без перезарядки в течение нескольких недель или даже месяцев.

Результаты исследований, проведенных коллективом под руководством старшего преподавателя Эрика Попа, опубликованы в журнале Science Express.

Пока ученым удается хранить лишь несколько сотен битов данных, но со временем они надеются создать большие совместно работающие битовые массивы.

Кроме того, исследователи намерены разработать многоразрядную память, которая по плотности размещения данных не будет отличаться от современных твердотельных дисков на основе флэш-памяти NAND с многоуровневыми ячейками.

Компания Numonyx приступила в прошлом году к производству микросхем PCM Omneo емкостью 128 Мбит. Фото: Numonyx

Исследования базируются на технологии, известной как память произвольного доступа с изменением фазового состояния, или просто память с изменением фазового состояния (Phase Change Memory, PCM). Но вместо металлических проводников в качестве резисторов ученые решили задействовать углеродные нанотрубки, которые в 10 тыс. раз тоньше человеческого волоса и требуют гораздо меньше энергии по сравнению со стандартной технологией PCM.

Продукты по технологии PCM выпускают сегодня всего несколько производителей, и в массовую она пока не превратились. Микросхемы PCM поставляют Intel, STMicroelectronics и компания Numonyx, приступившая в прошлом году к производству микросхем PCM Omneo емкостью 128 Мбит. Корпорация Samsung в прошлом году анонсировала микросхему оперативной памяти PCM емкостью 512 Мбит, предназначенную для использования в мобильных устройствах.

При изготовлении памяти PCM используются халькогениды – стеклоподобные вещества, в состав которых входят полупроводники — сера, селен или теллур. Под воздействием небольшого электрического напряжения полупроводники приобретают другие физические свойства, изменяя расположение своих атомов и переходя из кристаллического состояния в аморфное. В зависимости от текущего состояния меняется и электрическое сопротивление вещества, которое легко измерить. Это превращает халькогенид в идеальный материал для хранения данных.

Инженеры из Университета штата Иллинойс рассказали, что для формирования одного бита данных крошечный кусочек памяти PCM размещается в середине углеродной нанотрубки шириной 10 нм. Перевод бита во «включенное" и «выключенное» состояния осуществляется путем пропускания через нанотрубку небольшого электрического тока.

Утверждается, что такая технология обеспечивает более высокую производительность по сравнению с традиционной памятью PCM и потребляет в 100 раз меньше энергии.

В настоящее время инженеры продолжают искать пути дальнейшего снижения энергопотребления и повышения эффективности использования энергии.

"Несмотря на то что нам удалось улучшить технологию примерно в 100 раз, ее физический предел пока не достигнут, – заявил Поп. – Физические ограничения еще даже не оценивались. Думаю, что нам удастся сократить энергопотребление по крайней мере в 10 раз».

Применение памяти PCM на основе углеродных нанотрубок позволит вывести энергопотребление мобильных устройств на такой уровень, при котором смартфон сможет очень долго работать от маленькой батарейки. Возможно, батареи даже вообще не потребуется – устройства будут функционировать за счет тепловой, механической или солнечной энергии.

"Думаю, что любой пользователь, вынужденный сегодня иметь дело с массой зарядных устройств и каждый вечер подключать их к розетке, по достоинству оценит сотовый телефон или портативный компьютер, который способен на протяжении нескольких недель или даже месяцев работать без подзарядки", – заметил Поп.

Исследователи указали, что в настоящее время главным потребителем энергии в смартфоне или ультрапортативном компьютере является экран, однако все больше энергии уходит и на подпитку памяти.

"Всякий раз, когда вы запускаете приложение, воспроизводите файл MP3 или просматриваете потоковое видео, устройство потребляет энергию батареи, – констатировал один из соавторов исследовательского отчета Альберт Ляо. – При выборке данных нагрузка на память и процессор довольно велика. А люди все чаще используют свои смартфоны не в качестве телефона, а в качестве компьютера, поэтому повышение эффективности операций выборки данных приобретает очень важное значение».

По словам ученых, применение памяти PCM на основе нанотрубок позволит сократить энергопотребление любого устройства, работающего от батареи, в том числе спутникового и телекоммуникационного оборудования, а также приборов научного и военного назначения.

Даже двухнедельный простой фабрик приведет к весьма ощутимому сокращению производства кремниевых подложек. Фото: CC0 10 Genshir0

В Японии сегодня сосредоточено более 40% мирового производства микросхем флэш-памяти NAND и 15% производства микросхем DRAM, поэтому землетрясение магнитудой 8,9 балла может

драматическимсамым драматическим образом отразиться на поставках электронных компонентов.

По мнению аналитика исследовательской компании Objective Analysis Джима Хэнди, для скачка цен нужно не так уж много. Даже двухнедельный простой фабрик приведет к весьма ощутимому сокращению производства кремниевых подложек. Таким образом, в ближайшей перспективе аналитики прогнозируют дефицит и серьезные колебания цен.

Весьма негативные последствия для электронной промышленности имели и землетрясения гораздо меньшей силы, например толчок силой 5,9 балла в 2008 году и два землетрясения магнитудой 6,0 и 6,8 балла в 2007-м.

Впрочем, с прогнозами Objective Analysis согласны не все. Специалисты исследовательской компании iSuppli полагают, что землетрясение не затронет производство микросхем DRAM и NAND в глобальном масштабе.

Аналитик iSuppli Майк Ховард заметил, что производственные мощности компаний Micron, Toshiba и Elpida Memory находятся достаточно далеко от эпицентра землетрясения, поэтому серьезного ущерба здесь не ожидается.

«Все эти предприятия расположены в южной и западной частях Японии, на достаточно большом удалении от эпицентра, – подчеркнул он. – В связи с этим не думаю, что нам грозит серьезное сокращение производства».

Однако в Objective Analysis утверждают, что характер спроса на электронные компоненты изменится независимо от того, закроются фабрики по их изготовлению или нет. Ведь многие предприятия производителей электроники находятся в Японии, и потребление электронных компонентов с их стороны прекратится до тех пор, пока последствия землетрясения не будут ликвидированы.

Землетрясение уже заставило корпорацию Sony остановить шесть фабрик на северо-востоке страны. То же самое, по всей видимости, произойдет и с предприятиями Nikon, находящимися в непосредственной близости от эпицентра землетрясения.

Подземные толчки силой 7,6 балла, зарегистрированные на Тайване в 1999 году, нанесли серьезный ущерб Тайбэю и привели к остановке производственных предприятий в городе Хсинчу. Землетрясение в Лома-Приета силой 6,9 балла по шкале Рихтера, произошедшее в США в 1989 году, заставило остановить многие фабрики в Кремниевой долине.

А ведь сила того землетрясения была примерно в 100 раз меньше, чем сила нынешнего.

"Мы поддерживаем связь со многими пострадавшими компаниями и внимательно следим за ситуацией, однако землетрясение оказалось настолько разрушительным, что для оценки его последствий понадобится несколько дней", – говорится в заявлении Objective Analysis.

Компания Western Digital, крупнейший в мире поставщик жестких дисков, которой принадлежит 31% рынка, наибольших успехов добилась в сегменте устройств потребительского класса

Компания Western Digital объявила о заключении окончательного соглашения о покупке Hitachi Global Storage Technologies, подразделения компании Hitachi по дисковым накопителям. Сделка, оцениваемая примерно в 4,3 млрд долл., будет совершена путем операций с участием наличных средств и ценных бумаг.

По данным компании iSuppli, крупнейшим в мире поставщиком жестких дисков является Western Digital, обладающая 31% рынка. Второе место на нем занимает Seagate Technology, которой принадлежит 29%. Доля Hitachi GST же составляет 18%. Таким образом, после объединения Western Digital и Hitachi GST смогут со значительным отрывом доминировать на рынке.

Слияние позволит Western Digital, выпускающей в основном внешние жесткие диски потребительского класса, быстро выйти в сегмент внутренних накопителей для центров обработки данных.

По условиям соглашения Western Digital заплатит Hitachi GST 3,5 млрд долл. и передаст ей 25 млн обыкновенных акций общей стоимостью около 750 млн долл. В результате фондовой операции Hitachi получит 10% пакета акций Western Digital. Два представителя Hitachi войдут в состав совета директоров Western Digital.

По прогнозу генерального директора Western Digital Джона Койна, сделка будет совершена в сентябре: «Это уникальное событие в 55-летней истории нашей отрасли, в результате которого будут объединены ресурсы двух самых успешных и рентабельных компаний по выпуску жестких дисков».

И у Western Digital, и у Hitachi есть опыт приобретений других участников компьютерной отрасли. В 2003 году Hitachi купила бизнес жестких дисков у IBM, но не смогла добиться от него больших доходов, поскольку за последнее десятилетие накопители значительно подешевели. В 2007 году Western Digital приобрела производителя пластин для жестких дисков, компанию Komag, а в 2009-м купила поставщика твердотельных накопителей SiliconSystems.

Койн признает, что, как показывает история, после подобных слияний акции производителей жестких дисков обычно снижаются, поскольку заказчики начинают пытаться «восстановить баланс» между своими поставщиками. «Мы намерены очень серьезно работать над тем, чтобы заказчики видели в нас ценного поставщика и продолжали с нами сотрудничать», — заявил Койн.

Штаб-квартира объединенной компании останется в г. Ирвин (шт. Калифорния), в головном офисе Western Digital. Койн сохранит пост генерального директора. Стив Миллиган, президент и генеральный директор Hitach GST, станет президентом Western Digital, находящимся в прямом подчинении у Койна.

«Объединяются два лидера, имеющие непрерывный послужной список высоких достижений и побед в своем секторе, — полагает Миллиган. — Вместе мы сможем предложить заказчикам во всем мире самый привлекательный и разнообразный ассортимент продуктов и услуг, от инновационных персональных систем хранения до твердотельных накопителей для корпоративного применения».

Специалисты работали над этой выставкой более шести лет и смогли собрать наиболее полное свидетельство физического и интерактивного прогресса машинных вычислений, охватывающее все периоды и направления. Иллюстрация: Computer History Museum.

В Музее компьютерной истории в Маунтин-вью (Калифорния) на площади свыше 2300 кв. м открылась экспозиция, названная «Революция: первые 2000 лет машинных вычислений», общая стоимость которой оценивается в 19 млн долл.

Специалисты работали над этой выставкой более шести лет и смогли собрать наиболее полное свидетельство физического и интерактивного прогресса машинных вычислений, охватывающее все периоды и направления, от счетной доски и логарифмической линейки до роботов, Pong и Интернет.

«У всех посетителей музея возникает один и тот же вопрос — как появился компьютер, без которого сейчас трудно представить рабочий стол и даже обычную квартиру? Как случилось, что такая маленькая вещица, как мобильный телефон, может столь многое? — сказал Джон Холлар, директор музея. — Эта выставка рассчитана на людей, не искушенных в технике, но, в то же время, и технари найдут для себя массу нового, в том числе из истории компьютеров".

На выставке используются многообразные средства представления информации, включая документы, видеопрезентации, свыше 5 тыс. фотографий и 1100 предметов. Под экспозицию выделено 19 залов. Здесь также установлены простые интерактивные станции, демонстрирующие принципы и другие аспекты компьютерных вычислений. Например, можно попробовать приподнять 10-килограммовый микрокомпьютер Osborne Computer, поиграть в Pong, Pacman или Spacewar.

Среди основных экспонатов — компьютер IBM 305 1956 года и его жесткий диск 350. Это первая коммерческая машина такого типа, для нее требовалось выделение специального помещения. Емкость памяти этого компьютера составляла 5 Мбайт. Представлены также консоль Univac 1 выпуска 1950 года; оригинальная система IBM System /360 в полной конфигурации, машина, доминировавшая на рынке мэйнфреймов в течение 20 лет; суперкомпьютер Cray-1, удерживавший мировое лидерство по быстродействию с 1976-го по 1982 год.

В экспозицию входит даже чайник The Utah Teapot, который один из первых дизайнеров компьютерной графики Мартин Ньюэлл из Университета штата Юта использовал в качестве трехмерной графической модели. Этот небольшой чайник, купленный Ньюэллом в местном хозяйственном магазине, стал стандартным ссылочным объектом или тестовым шаблоном компьютерной графики. Чем более реалистично он выглядел в графическом изобрежении, тем более совершенным считался использованный графический механизм.

Посетители увидят машину ENIAC, созданную во время Второй мировой войны, первый в мире крупный компьютер, работавший со скоростью распространения электричества в проводах.

«Это один из величайших электронных компьютеров, который был создан человечеством, — заявил Холлар. — Значительное место на нашей выставке занимают не машины, а люди. И мы не просто рассказываем, как и что происходило, но показываем, какой след это оставило в истории. В концентрированном виде это выливается в рассказы о людях, признанных великими новаторами, и проблемах, которые они пытались разрешить. Значительная часть экспозиции посвящена рассказам о таких людях».

На церемонию открытия выставки пришли многие из тех, кого сейчас считают легендами компьютерного мира, в том числе сооснователь и разработчик компании Apple Стив Возняк, один из первых программистов и теоретик программирования Дональд Кнут, изобретатели видеоигр Эл Элкорн и Стив Рассел, первая женщина-заслуженный работник корпорации IBM Фрэн Аллен.

В течение года музей планирует время от времени приглашать выдающихся деятелей компьютерного мира для участия в серии выступлений "Революционеры».

Музей представит также аудиоматериалы, которые можно прослушать на более чем 40 интерактивных станциях. В их числе — архивные интервью с такими историческими фигурами, как Чак Такер из Xerox Palo Alto Research Center, без которого нельзя представить себе истории воплощения в жизнь идеи персонального компьютера, и Джон Атанасов, создавший в 1939 году первый цифровой компьютер Atanasoff-Berry Computer.

В компании Samsung Electronics сообщили о завершении разработки ее первого модуля динамической оперативной памяти DRAM, отвечающего спецификациям DDR4. Как утверждают в Samsung, модуль обладает вдвое большей производительностью, чем имеющаяся на рынке память DDR3, и потребляет на 40% меньше электроэнергии при использовании в ноутбуках.

Новые микросхемы памяти Samsung изготавливаются с помощью литографии в соответствии с технологическим процессом 30 нм — самым передовым из применяемых на сегодня компанией.

Как сообщают в Samsung, благодаря применению новой схемотехнической архитектуры модули DDR4 смогут выполнять операции на скорости от 1,6 Гбит/с до 3,2 Гбит/с. Для сравнения, нынешняя память DDR3 обеспечивает скорости до 1,6 Гбит/с, а DDR2 — до 800 Мбит/с.

С анонсом DDR4 от Samsung совпала публикация отчета компании iSuppli, свидетельствующего о продолжении снижения цен на динамическую оперативную память, которые в декабре достигли самой низкой отметки за весь прошедший год. По сведениям iSuppli на 10 декабря, стоимость контрактного производства модуля DRAM DDR3 емкостью 2 Гбайт составляла 21 долл., что на 50% дешевле, чем за полгода до этого. Снижение цен затронуло не только DDR3. По данным iSuppli, стоимость модуля DDR2 в декабре опустилась до 21,50 долл., тогда как еще в июне она составляла 38,80 долл.

«Цены на динамическую память в целом падали из-за вялого спроса на персональные компьютеры, особенно в первой половине 2010 года, а также в связи с увеличением поставок памяти массового спроса и последующим значительным ростом поставок памяти в битовом выражении во втором полугодии», — полагает Майк Ховард, главный аналитик iSuppli.

По прогнозу Ховарда, коллапс цен на DRAM ничто не сможет остановить, и когда расценки на DDR3 опустятся до доллара за гигабайт, производителям придется уменьшать объемы выпуска, чтобы себестоимость производства не превысила цену продажи.

Снижение цен подтверждают и в тайваньской компании DRAMeXchange, аналитики которой сообщили, что после новогодних праздников из-за избытка поставок цены на микросхемы памяти достигли нижней отметки за последние двенадцать месяцев.

«Появление нашего модуля DDR4 будет способствовать укреплению доверия к основанной на передовых технологиях экономичной памяти Samsung, в особенности когда мы представим четырехгигабитные чипы DDR4, предназначенные для широкого круга применений, которые будут изготавливаться по техпроцессу следующего поколения», — полагает Тон Су Чун, президент подразделения Samsung по памяти.

При напряжении питания 1,2 В модуль DDR4 Samsung обеспечивает скорость передачи данных 2,133 Гбит/с. Для сравнения, модули DDR3, изготовленные по 30-нанометровому процессу, при напряжении питания 1,35 и 1,5 В передают данные на скорости до 1,6 Гбит/с.

Как заявляют в Samsung, при использовании в ноутбуках модуль DDR4 потребляет на 40% меньше электроэнергии, чем модули DDR3 с напряжением питания 1,5 В. Это достигается за счет использования Pseudo Open Drain — новой технологии, благодаря которой памяти DDR4 при считывании и записи данных требуется вдвое меньший ток, чем DDR3.

Как сообщили в Samsung, в конце декабря компания предоставила небуферизованные модули DIMM DDR4 емкостью 2 Гбайт одному из производителей контролеров памяти для тестирования. В Samsung планируют совместно с группой производителей серверов оказывать содействие в ратификации технологий DDR4 советом JEDEC Solid State Technology Association — организацией, отвечающей за стандарты в области электроники.

Компания Brocade Communication Systems объявила о выпуске семейства коммутаторов Ethernet, поддерживающих как обычный серверный трафик, так и трафик систем хранения. Эти устройства помогут уменьшить сложность и стоимость сетевой инфраструктуры.

В новом семействе коммутаторов Brocade VDX установлены ASIC-микросхемы со встроенным программным обеспечением Brocade Virtual Cluster Switching, позволяющим объединять в кластер до 10 коммутаторов и  управлять ими через единый интерфейс.

"Современным приложениям нужны кластеры, технологии Web 2.0 и одноранговые коммуникации между серверами, – отметил Даг Ингрейм, вице-президент Brocade по продуктам для ЦОД. – Это порождает потребность в новых сетях, где не используются такие давно известные технологии, как Spanning Tree. Эти сети позволят масштабировать виртуальную серверную среду без усложнения коммуникационной инфраструктуры".

Первое устройство новой серии, коммутатор VDX 6720, будет выпускаться в двух вариантах: высотой 1U с 24 портами и в виде шасси 2U с 60 портами. В этих моделях коммутаторов могут устанавливаться порты с быстродействием 10 или 1 Гбит/с.

Кластер из десяти коммутаторов VDX позволяет установить до 600 соединений Ethernet с пропускной способностью 10 Гбит/с и способен поддерживать, по словам Ингрейма, до 8 тыс. виртуальных машин. Архитектура кластеризуемой коммутации VDX предусматривает перемещение виртуальных машин между физическими серверами без прекращения выполнения операций. Перенос виртуальной машины осуществляется путем ее копирования на новый физический сервер и автоматического перенаправления сетевого трафика.

Коммутаторы VDX сертифицированы для работы со всеми основными гипервизорами из представленных на рынке, включая VMware, Citrix XenServer и Microsoft Hyper-V.

Их использование позволяет развернуть первую сквозную коммутационную структуру Brocade на базе технологии Fibre Channel-over-Ethernet, которая позволяет передавать блоки данных в локальных сетях и сетях хранения. Для работы с фермами серверов на платформе Wintel ИТ-администраторы могут использовать протокол iSCSI.

Brocade предлагает также услуги в построении и внедрении сетевой архитектуры на основе коммутаторов VDX для виртуальной серверной среды.

Коммутаторы VDX 6720 начнут поставляться в декабре. Минимальная стоимость их базовой конфигурации составит около 11 тыс. долл. Пользователи смогут модернизировать эти устройства, приобретя дополнительные лицензии на порты. Одновременно приобретается лицензия на 10 портов.

"Вы можете купить 60-портовый коммутатор и использовать 30, 40, 50 или 60 портов, — отметил Ингрейм. – Иными словами, платить придется лишь за то, что вам действительно нужно".

Компания Hitachi Global Storage Technologies анонсировала выпуск своих первых твердотельных накопителей (Solid State Drive, SSD).

В серию Ultrastar SSD400S, разработанную совместно с корпорацией Intel, входят модели емкостью 100, 200  и 400 Гбайт, они оснащаются двумя полнодуплексными интерфейсами: 2,5-дюймовым Serial-Attached SCSI (SAS) и 3,5-дюймовым Fibre Channel с пропускной способностью соответственно 6  и 4 Гбит/с. Данная технология ориентирована на корпоративные центры обработки данных.

Новые накопители Ultrastar отличаются очень высокой производительностью ввода-вывода. Операции последовательного чтения у накопителя с интерфейсом SAS выполняются со скоростью 535 Мбайт/с, а записи — со скоростью 500 Мбайт/с. В общей сложности устройство обрабатывает до 46 тыс. операций ввода/вывода в секунду. Накопители с интерфейсом Fibre Channel способны выполнять операции чтения и записи со скоростью 390  и 340 Мбайт/с соответственно.

В устройствах Ultrastar SSD400S SSD  жесткие диски корпоративного класса Hitachi дополнены флэш-памятью NAND корпорации Intel на базе одноуровневых ячеек с нормой проектирования 34 нм.

Директор Hitachi по корпоративному маркетингу и планированию Дин Амини заметил, что использование интеллектуальной собственности обоих производителей позволило создать новый контроллер и встроенное программное обеспечение, предназначенное для обнаружения и исправления ошибок, а также снижения степени износа устройств за счет равномерного распределения операций записи между ячейками флэш-памяти.

"Мы уже давно поставляем жесткие диски корпоративного класса известным мировым производителям компьютерных систем и хорошо понимаем, что нужно для успешной интеграции оборудования и обеспечения необходимой гарантии качества и должной поддержки", — добавил Амини.

Твердотельные накопители Ultrastar будут поставляться с пятилетней гарантией. По словам Амини, за этот срок на диски могут быть записаны петабайты данных.

"Модель емкостью 400 Мбайт в целом рассчитана на запись 35 петабайт данных, — подчеркнул он. — Это означает, что на протяжении пяти лет на устройства ежедневно будет записываться 19,2 Тбайт. Потребителям обеспечена очень высокая надежность даже для самых требовательных приложений. Твердотельный накопитель Ultrastar меньшей емкости рассчитан на запись 9 петабайт данных".

Новые накопители предназначены для производителей оборудования и будут распространяться исключительно по каналам партнеров. Информация о ценах пока не сообщается, но Амини заявил, что они будут конкурентоспособными и должны соответствовать рыночной ситуации.

Опытные образцы твердотельных накопителей компания Hitachi начала поставлять производителям летом нынешнего года и в настоящее время оценивает уровень конечных продуктов поставщиков.

"Мы рассчитываем, что массовое производство устройств нового семейства развернется в конце первого или во втором квартале 2011 года", — сообщил Амини.