Hoofdcategorieën
Device Settings

[RSS] [quick] Index » Nieuws » Core » Wetenschap » Chemici zetten nieuwe stap in ontwikkeling geheugen

Chemici zetten nieuwe stap in ontwikkeling geheugen

Door Peter de Boer, maandag 29 januari 2007 22:50
Bron: Dailytech, submitter: Raine, views: 30.541

Een team onderzoekers van de University of California en het California Institute of Technology heeft een nieuw soort geheugen ontwikkeld. Verrassend genoeg zijn het chemici en geen computerwetenschappers.

De geheugenmodule werkt met moleculaire schakelingen en heeft een opslagcapaciteit van 100 gigabit per vierkante centimeter. Ter vergelijking: de dichtheid van conventioneel flashgeheugen is op zijn best enkele gigabits. De ontwikkeling is volgens de uitvinders een belangrijke stap in de richting van een volledig moleculaire computer, een ontwerp dat vele malen kleiner en krachtiger zal zijn dan de huidige computers. Aan de basis van het ontwerp liggen horizontale en verticale gekruiste perpendiculaire silicium en titanium draadjes. Deze draadjes liggen op een onderlinge afstand van 16 nanometer. Op ieder snijpunt van twee draden zitten zogenaamde rotaxaanmoleculen, moleculen die in twee verschillende standen geschakeld kunnen worden. Door het voltage op iedere draad te wijzigen kan elk van de moleculen in de gewenste stand gezet worden, daarmee is iedere kruising in de draden een bit. Het ontwerp biedt ook tolerantie voor fouten: als een aantal schakelingen defect zijn, werkt de rest van de module gewoon verder.

Rotaxaanmoleculen
Twee rotaxaanmoleculen werken als schakelingen

Dat er een proof-of-concept model is wil overigens niet zeggen dat de eerste fabrieken morgen hun deuren zullen openen. Het is bijvoorbeeld onvoldoende duidelijk hoe de moleculaire schakelingen zich over een langere periode zullen gedragen. De bedoeling van de onderzoekers was ook niet nu een oplossing te presenteren die geschikt is voor massaproductie, het model is slechts bedoeld om aan te tonen dat moleculaire chips dichtheden kunnen bereiken die met traditionele technieken pas over tien tot vijftien jaar mogelijk zijn. 'We zijn nu op het punt waarop Intel volgens de wet van Moore in 2020 kan zijn', aldus James Heath, een professor van Caltech en lid van het onderzoeksteam. De onderzoekers wijzen er in hun rapport op dat geen van de huidige chipfabrikanten de steeds verder gaande miniaturisatie vol kan houden. Ze zullen rond 2013 tegen de grens van de techniek aanlopen volgens de Californische onderzoekers. Dat er een grote toekomst is weggelegd voor de moleculaire technologie mag volgens de onderzoekers geen twijfel meer lijden.

Volgende 10:16 Google: spijt van knieval voor Chinese overheid
Vorige 19:57 Bill Gates: Internet zorgt voor tv-revolutie
Advertentie

Categorieën

Gerelateerde content

Reacties

Flat modeFlat mode Sorteer aflopendSorteer aflopend Moderatie FAQModfaq
Niveaufilter: -1 Ongewenst: 70 reacties zichtbaar700 Off-topic / Irrelevant: 69 reacties zichtbaar69+1 On-topic: 58 reacties zichtbaar58+2 Informatief: 27 reacties zichtbaar27+3 Spotlight: 7 reacties zichtbaar7
«  1  2  3  »

Door Silent Hunter, maandag 29 januari 2007 22:53

Score: 0
Ik wil graag 1gb geheugen,
hoeveel moleculen bus meneer ? :+

even sirieus:
Mooie ontwikkelling en zeker ook een mooie stap als onze nu traditionele technologie aan zijn eind komt.
Waar ik alleen ook benieuwd naar ben zijn evt. kosten ten opzichte van onze huidige technologie.

Door 108886, maandag 29 januari 2007 23:00

Score: 1
ik vraag me het energieverbruik/warmte vooral af
én of "die kruising van draadjes" permanent is of er fouten gewenst of ongewenst kunnen opduiken

man man, hoe komen ze erop!

Door dangerpaki, maandag 29 januari 2007 23:20

Score: 1
vergeet de snelheid niet. als het eeuwen duurt om wat neer te schrijven in zo'n moleculair geheugen dan kan het wel zo mooi zijn maar heb je er niets aan

Door Cyberblizzard, dinsdag 30 januari 2007 00:00

Score: 1
De ontwikkeling is volgens de uitvinders een belangrijke stap in de richting van een volledig moleculaire computer, een ontwerp dat vele malen kleiner en krachtiger zal zijn dan de huidige computers.

Door trowa, maandag 29 januari 2007 22:55

Score: 3
het wordt pas spannend als ze met complexe moleculen gaan werken > ipv van 2^n bijv 16^n

en dan de vorm en soort stof aanpassen door er elektronen in te jagen >> (stroom)

Door Cyberblizzard, dinsdag 30 januari 2007 00:03

Score: 2
En het wordt nog kleiner en sneller als ze met quarks gaan werken.

Door us1111, dinsdag 30 januari 2007 09:02

Score: 1
Wat denk jij dat het snelheidsverschil zou zijn? Ik zie namelijk nergens benchmarks o.i.d.

Door funkmeister, dinsdag 30 januari 2007 15:02

Score: 2
Lol jij denkt dat ze al een werkend prototype hebben met "Windows Chemo" ofzo?...

Door us1111, donderdag 1 februari 2007 11:45

Score: 1
Exactly my point ;) Cyberblizzard zegt dat het met quarks nog sneller gaat... Ik vraag me af hoe hij dat kan weten.

Door luclodder, dinsdag 30 januari 2007 11:36

Score: 1
Dat kan dus niet...

hint -> onzekerheidsprincipe.

je kunt de toestand daarvan niet meten, want het kijken naar de toestand heeft al invloed op de toestand.

Door c0d1f1ed, dinsdag 30 januari 2007 16:53

Score: 1
Dan moet je gewoon met meerdere quarks werken tot je de gewenste betrouwbaarheid hebt.

Dit is reeds zo in de huidige elektrische schakelingen. Je hebt geen absolute garantie dat de elektronen doen wat je wil. Maar omdat ze met zoveel zijn en je genoeg tijd geeft is het gemiddelde gedrag toch het juiste gedrag, met een zeer hoge statistische betrouwbaarheid.

Door mystic101, woensdag 31 januari 2007 12:35

Score: 1
quantum computers werken niet met quarks maar op atomair/moleculair nivo zoals 'how things works' link ook aangeeft '...to create quantum computers, which will harness the power of atoms and molecules to perform memory and processing tasks...'. Verschil tussen huidige computers en quantum computers is dat deze laatste werken met drie nivo's ipv twee waarvan 1 nivo in quantum toestand. Het bit is dan zowel 1 als 0 gelijktijdig. Je 'How things works' link zegt hier het volgende over 'Qubits represent atoms that are working together to act as computer memory and a processor. Because a quantum computer can contain these multiple states simultaneously, it has the potential to be millions of times more powerful than today's most powerful supercomputers.'
Quarks zijn de bouwstenen van protonen en neutronen. Er is zeer veel energie nodig om quarks in vrije toestand te krijgen en te houden. Ze zullen zeker niet geschikt zijn voor geheugen als zodanig. Cheers.

Door TheWickedD, maandag 29 januari 2007 22:57

Score: 0
Gezien de kruisverbinding kan er maar één bit per kloktik geschreven worden. Dussi een dergelijke kruislinkse techniek niet erg langzaam, of werkt bijvoorbeeld flash ook zo? Dit een vraag voor de deskundigen...

Door alex3305, maandag 29 januari 2007 23:01

Score: 1
Het lijkt me dat alles wat je in het geheugen propt per 'kloktik' werkt. Iets moet toch het werk doen van het wegschrijven (of praat ik hier blaat?)

Door Cyberblizzard, dinsdag 30 januari 2007 00:09

Score: 1
Hij vroeg het aan een deskundige. :) Ik vermoed dat hij denkt dat deze techniek data wegschrijft per keer dat de klok tikt, dus elke seconde één keer. :D

The WickedD, hier de definitie van een 'kloktik': http://nl.wikipedia.org/wiki/Klok_%28digitale_techniek%29 Dit kan dus miljarden keren per seconde gebeuren.

Door grasnek, dinsdag 30 januari 2007 03:43

Score: 1
Dit is een interessante vraag! Ik zal even uitleggen hoe ik het me voorstel (ik ben nog steeds geen deskundige, maargoed)

Ik geloof dat TheWickedD en ik er dezelfde kijk op hebben: Je moet het zien als een soort wiskunde-ruitjespapier. De horizontale lijnen liggen alleen 16 nanometer boven de verticale lijnen. Op iedere kruising van 2 lijntjes loopt er dus van een horizontale naar een verticale lijn een draadje van 16 nanometer met een bit wat aan of uit kan staan.

Hierdoor kan ik me voorstellen dat een bit alleen verandert zodra er op beide draden die de kruising vormen een stroom komt te staan. Zodra je tegelijkertijd 2 bits zou proberen aan te spreken, spreek je dus ook tegelijkertijd tot 4 kruisingen aan! Dan ga je data aanpassen waar je misschien helemaal niet aan wil zitten.

Bij deze techniek is het dus nog steeds het geval dat je data alleen serieel erin of eruit kunt verplaatsen. Als ik het me goed voorstel kun je dus niet op meerdere willekeurige plaatsen in een dergelijk geheugen data uitlezen of manipuleren. Je bent dus nog steeds aan de snelheid van de kloktikken gebonden wat betreft het aantal bewerkingen per seconde.

Om nu te reageren op je vraag: Dit is precies zoals geheugen op dit moment ook werkt, of het nu om DDR geheugen, flash geheugen, of een harddisk gaat. Data heeft namelijk altijd een adres binnen het geheugen wat we nu kennen: een bepaalde plek waar het opgeslagen is, net als de kruisingen in dit moleculaire geheugen. Aangezien de huidige architectuur slechts 1 adres met bijbehorende commando's tegelijkertijd kan verwerken, kun je op dit moment dus óók slechts 1 bewerking per kloktik doen. (of 2 bij DDR, als de klok van 0 naar 1 gaat, en ook als ie terug van 1 naar 0 gaat, of zelfs 4 keer zoals bij QDR geheugen zou zijn? maargoed het gaat hier om een vergelijking, niet om hoe je met je kloktikken omgaat)

Het zou inderdaad pas echt interessant worden als ze geheugen uitvinden waar je op meerdere plaatsen tegelijk info kunt opvragen of wegschrijven. Of beter nog: tegelijkertijd op meerdere plaatsen lezen EN schrijven! Maar dat zal nog wel even duren. :z

Wel kan ik me voorstellen dat deze techniek hogere kloksnelheden aan zal kunnen dan de huidige techniek. Hoe kleiner je architectuur is, hoe minder ver elektronen hoeven te reizen. Ik denk ook dat de temperatuur en het stroomverbruik lager zal zijn: De huidige techniek gebruikt transistoren die een bepaalde lekstroom hebben, dat levert zelfs in idle stand al een stroomverbruik en dus warmte op. Ik gok dat dat effect hier voor een heel flink deel wegvalt, zoniet helemaal.

Door laserbean, woensdag 31 januari 2007 17:49

Score: 1
Per kloktik kun je in principe een hele lijn parallel schrijven, en niet alleen 1 bitje.

Door Tees, maandag 29 januari 2007 23:00

Score: 3
Tsja, een leuk bericht, zeker voor mij als chemicus, maar echt nieuws is 't ook weer niet.

Er zijn volop moleculen en andere nanoschaal-systemen die gebruikt kunnen worden als geheugen. Punt is alleen dat bij vrijwel alle systemen het de vraag is of ze over langere tijd hun staat kunnen behouden.
Deze systemen zijn absoluut de toekomst, alhoewel ik denk dat de zogenoemde 'quantumcomputers' de verdere toekomst hebben.

Door p0p0, dinsdag 30 januari 2007 00:51

Score: 2
dus dan is het nieuws dus, dat ze de theorie ook in de praktijk hebben weten te brengen.
er zijn veel technologieen, waarvan we allang weten dat ze kunnen, alleen hoe we dat ook daadwerkelijk gaan doen scheelt het nog wel eens aan

Door Tees, dinsdag 30 januari 2007 09:59

Score: 2
Helaas, dit is niet meer in praktijk gebracht dan een hoop andere systemen.
In dit bericht wordt gesproken over een proof-of-concept en zegt helemaal niets over de praktische mogelijkheden die dit systeem heeft voor electrische schakelingen. Er zijn zoals ik al zei zat andere systemen die in dezelfde fase zitten.

Overigens heb ik net het artikel in Nature eens door zitten lezen, en het blijkt dat slechts iets meer dan 25% van de schakelingen bruikbaar is als switch, en zelfs de besten konden niet meer dan 10 keer geschakeld worden.
De geschikte schakelingen worden vervolgens softwarematig uitgekozen, zodat alleen die gebruikt worden.
Ook de retentie tijd (tijd dat een bit z'n waarde behoudt) is 'slechts' rond de 90 minuten, wat overigens al een stuk hoger is dan vergelijkbare systemen (rond de 60 min)

Laat mij trouwens niet verkeerd begrepen worden, dit is prachtig onderzoek en je krijgt niet zomaar een publicatie in Nature. Maar we moeten niet denken dat we nu opeens een enorme grens doorbroken hebben. Er is nog enorm veel werk te doen voor deze alsmede andere systemen voordat ze praktisch bruikbaar zijn.

Door SED, dinsdag 30 januari 2007 10:38

Score: 2
een mooi werkend chemisch geheugen is nu aan het werk om te typen................

Het kan dus prima werken, zelfherstellend zijn, leermogelijkheden hebben, ... kortom....

be human.

Door Rrob, dinsdag 30 januari 2007 14:08

Score: 1
reactie op SED:

Alleen heb je in je hoofd (1,5 liter) 100 miljard hercencellen, terwijl ze in het artikel 100 miljard bit op een vierkante centimeter hebben.

En met een dikte van 16nM is de data per volume ratio zelfs een factor 10^10 hoger....

Door laserbean, woensdag 31 januari 2007 17:47

Score: 1
Die retentietijd is helemaal niet zo'n probleem. Bij DRAM bijvoorbeeld is het geheugenelement een condensator die z'n lading maar een paar milliseconden vasthoudt, en de electronica zorgt ervoor dat voor die tijd voorbij is de waarde wordt herschreven.

In principe kun je trouwens met die cross-bar configuratie een hele lijn parallel schrijven en lezen, en hoeft het niet bitje voor bitje.

Door alex3305, maandag 29 januari 2007 23:02

Score: 1
Het is nu wachtten op de eerste nano auto die over mijn nano geheugen snelwegen kan rijden met zijn geheugen pakketjes :P.

Door flippy.nl, maandag 29 januari 2007 23:02

Score: 0
flink schudden lijkt me dus niet handig :+

Door Superflip, maandag 29 januari 2007 23:10

Score: 3
Ik neem aan dat zulke reacties vrij stabiel zijn (als dit al een reactie te noemen is), maar men kan inderdaad de vraag stellen wat er gebeurd als er energie aan tegevoegd wordt.

Normaal gezien zijn mocelulen op die schaal niet onderhevig aan zulke energetische krachten. Tenzij jouw schudden echt zulke krachten kan opwekken die de onderlinge kracht onder de moleculen kan verbreken. Hoewel ik denk dat die vrij sterk zijn doordat deze continu onder spanning staan.

Door BramT, dinsdag 30 januari 2007 01:55

Score: 1
Da's het verschil tussen de weak- en de strong-force. De kinetische energie (verwant aan zwaartekracht) is vele (als in miljarden) malen zwakker dan de strong-force. De strong-force is de kracht die op atoom-niveau werkt (leuke filmpjes voor de 'beginner', zie chapter 4: a strange new world (linker kolom))

Oftewel, met 'schudden' krijg je die zooi niet uit elkaar/kapot of uberhaupt anders. (Ooit een fles X spontaan zien disintegreren door schudden?)

Door jj71, dinsdag 30 januari 2007 09:00

Score: 3
Sorry BramT, maar dit heeft helemaal niets met de sterke en zwakke kernkracht (strong en weak force) te maken.

De sterke kernkracht is de kracht die atoomkernen bij elkaar houdt - de kracht die protonen en neutronen bij elkaar houdt in een atoomkern.

Moleculen worden bij elkaar gehouden door de elektromagnetische kracht. We hebben het hier dus over schudden tegenover elektromagnetisme (en niet de sterke of zwakke kernkracht).

Door geejeej, maandag 29 januari 2007 23:21

Score: 3
juist... flink schudden... je gaat toch ook niet dood van een ritje in de achtbaan? ik denk dat je banger moet zijn van de straling van je mobieltje of quantuminvloeden die op deze schaal mee gaan spelen

Door flippy.nl, maandag 29 januari 2007 23:41

Score: 0
kijken mensen nou nooit meer naar de smilies? :+

Door AyeAyeCaptain!, maandag 29 januari 2007 23:19

Score: 1
overclocken doe je nu met een handomdraai ;)

Door RRRobert, maandag 29 januari 2007 23:40

Score: 2
Precies!
Deze draadjes liggen op een onderlinge afstand van 16 nanometer.
Hier vinden we nog wel enige ruimte tot verbetering :P

Door Bramos, maandag 29 januari 2007 23:27

Score: 0
Hoe kleiner de chips, hoe sneller kapot.

Serieus; ik merk dit met mijn mobieltjes.
een paar jaar geleden hadden we allemaal een 'grote' printplaat in onze mobiele telefoon.
De nieuwe lichte mobieltjes zijn kleiner en lichter maar dat betkent wel dat de printplaat dus ook kleiner is. Op een kleine printplaat moet je dunnere verbindingen leggen, de verbindingen minder stabiel zijn en dus sneller defect.

Ik vraag me af in hoeverre ze daar op letten...

Door josko, maandag 29 januari 2007 23:36

Score: 0
Ik denk op dit moment:

Snel kapot...

Doordat hij wél door blijft werken, zal de capaciteit achteruitgaan... Je zult misschien een paar bit verliezen van j e byte, wat corrupte files geeft...

Maar, als ze het doorontwikkelen is het echt wel fijn :)

Het schrijven... Geen idee.
Ik weet niks daarvan :)

Door Ventieldopje, dinsdag 30 januari 2007 00:04

Score: 1
De kans is klein dat dat gebeurt! Je slaat je bestanden niet eeuwig in zo'n byte op!

Als dit nou een hardeschijf was, ja dan zou het kloppen. Maar is het nu ook al niet zo dat geheugen capaciteit verliest als gevolg van slijtage ? :7

Door smartjan, maandag 29 januari 2007 23:59

Score: 2
ik ben bang dat dit soort geheugen nog veel vatbaarder is voor statische elektriciteit als de huidige onderdelen van een pc. Als iets 16 nanometer (!) van elkaar verwijderd ligt zul je slechts enkele millivolts nodig hebben om van een 0 een 1 te maken en omgekeerd.
Het ontwerp mag dan wel tolerantie voor fouten bieden, als je opgeslagen data daardoor onbruikbaar raakt ben je terug bij af.

Door Tees, dinsdag 30 januari 2007 13:38

Score: 1
1.5V voor schakeling en 0.2V voor uitlezen. 'Normale' waarden dus, vergelijkbaar met huidig DRAM.
«  1  2  3  »

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.

Volgende 10:16 Google: spijt van knieval voor Chinese overheid
Vorige 19:57 Bill Gates: Internet zorgt voor tv-revolutie
VNU Media logo Hosted by True

© 1998 - 2012 Tweakers.net B.V. - Alle rechten voorbehouden - Contact - Jouw privacy - Algemene Voorwaarden

Uitgever van:

Website van het jaar 2011