Prototypowe układy pamięci dają nadzieję na wyraźne wydłużenie czasu pracy na baterii w urządzeniach mobilnych

Naukowcy z Uniwersytetu w Illinois (USA) opracowali układy pamięci, które zużywają aż stukrotnie mniej energii niż typowe wykorzystywane dziś rozwiązania tego typu. Jeśli technologię wytwarzania tych pamięci uda się zastosować na masową skalę, możliwe będzie znaczne zmniejszenie zużycia energii w urządzeniach przenośnych, a przez to wydłużenie czasu pracy na zasilaniu bateryjnym.

Wykorzystywane obecnie pamięci flash przechowują poszczególne bity danych jako ładunki, przez co ich zapisanie wymaga stosunkowo dużego napięcia oraz jest relatywnie wolne. W wykorzystaniu pojawiły się też bardziej wydajne, lecz wymagające jeszcze większej ilości prądu do zapisu poszczególnych bitów materiały PCM (power phase-change).

Grupa inżynierów z Uniwersytetu w Illinois zamiast standardowych materiałów użyła jako nośnika informacji włókien węglowych, uformowanych w tzw. nanorurki o średnicy zaledwie kilku nanometrów, czyli ok. 10 000 razy mniejszej niż średnica ludzkiego włosa.

Ponieważ energia potrzebna do zapisu poszczególnych bitów jest wprost proporcjonalna do ich wielkości (mniejsza ilość materiału, którego właściwości należy zmienić, przekłada się na mniejszą ilość potrzebnej do tego energii), nowe pamięci mają znacznie niższy apetyt na prąd.

Nanorurki mają też inne zalety. Przede wszystkim są one wyjątkowo stabilne, przez co przechowywane w nich dane nie są tak podatne na degradację, jak w przypadku standardowych pamięci flash (w których dane można przechowywać przez okres do dziesięciu lat i najpóźniej po tym czasie należy zapisać je jeszcze raz, jeśli nie chce się ich utracić). Ponadto dane przechowywane w pamięciach PCM mogą zostać utrwacone, jeśli układy zostaną wystawione na działanie silnego pola alektromagnetycznego. W przypadku pamięci opartych na nanorurkach węglowych problem ten nie występuje.

Obecnie urządzenia przenośne zużywają podczas pracy od. jednego wata (w przypadku smartfonów) do ok. 25 watów i wzwyż w przypadku netbooków. Część z tej energii pobiera wyświetlacz, część jednostki obliczeniowe i inne podzespoły, ale wciąż znaczący procent wykorzystywany jest przez pamięć trwałą. Jak zapewniają naukowcy, nowe pamięci mogą pozwolić na działanie urządzeń przenośnych przez okres nawet tygodni czy miesięcy. Inżynierowie mają też nadzieję, że możliwe będzie obniżenie zużycia energii do tego stopnia, że w przypadku mniejszych urządzeń (np. telefonów komórkowych) wystarczy niewielkiej pojemności bateria, ładowana np. ogniwem słonecznym.

Możliwość wykorzystania nanorurek węglowych jako nośników pamięci masowej naukowcy sygnalizują od dłuższego czasu. Stworzenie prototypowych układów, a następnie wdrożenie ich do masowej produkcji jest zadaniem trudnym i czasochłonnym, ale bardzo obiecującym na przyszłość. Szczególnie, że jedną z wymienianych zalet tych pamięci (łączących się z bardzo niewielką grubością poszczególnych włókien) jest potencjalna możliwość osiągania pojemności znacznie wyższych niż w przypadku układów NAND flash.