Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Je kunt ook een cookievrije versie van de website bezoeken met minder functionaliteit. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , reacties: 67, views: 22.893 •

Wetenschappers uit verschillende landen hebben magnetisch geheugen ontwikkeld dat slechts één molecuul, bestaande uit 51 atomen, nodig heeft om een bit op te slaan. Moderne harde schijven gebruiken drie miljoen magnetische atomen per bit.

De wetenschappers construeerden het molecuul door een magnetisch ijzeratoom te midden van vijftig andere atomen te plaatsen. Deze vijftig atomen werken als een organische schil om het ijzeratoom, waardoor de informatie wordt beschermd. Door deze organische schil ondervindt het ijzeratoom geen last van het superparamagnetische effect. Dit effect houdt in dat bits magnetisch instabieler worden naarmate ze kleiner worden. Als een bit te klein wordt, kan de warmte van de omgeving al voldoende energie leveren om de magnetische richting van het materiaal 'om te klappen'. De superparamagnetische limiet waarbij dit effect optreedt, bepaalt de maximale datadichtheid van de opslagtechnologie.

Daarnaast heeft het molecuul nog een andere interessante eigenschap. De magnetische richting van het ijzeratoom wordt veranderd met behulp van een elektrische puls in plaats van een magnetisch veld. Onder invloed van deze puls verandert ook de weerstand van het molecuul. Daarom kan de waarde van de bit met een weerstandsmeting worden uitgelezen.

Scanning tunneling microscope applies electricity pulses to change magnetic state

Reacties (67)

interessant artikel, ik ben wel benieuwd of er ook daadwerkelijk een ontwikkeling voortvloeit uit dit onderzoek. Ook wat het met de prijs doet!
Kwa prijs denk ik dat over 10 jaar ze goedkoper worden.
Qua.
Erg interessant, misschien ook qua snelheid? Dit klinkt als een mogelijke vervanger voor flash, het werkt met een elektrische puls en kan uitgelezen worden met een weerstandsmeting. Behoorlijk datadicht, dus als dit ook nog eens snel is en energiezuinig, zou dit mogelijk een alles in één oplossing kunnen zijn voor geheugen.
Lijkt me niet, om als flash te kunnen functioneren zou elke elke cel een eigen uitlees kop moeten bevatten, dat gaat bij dit medium niet zo handig denk ik, zelfs met de uitleesmethode die er nu voor uitgedacht is.
waar staat dat? er staat alleen dat het magnetisch veld veranderd kan worden door een elctrische puls, dus het is mischien ook mogelijk om de waarde uit te lezen met een puls.
interessant artikel, ik ben wel benieuwd of er ook daadwerkelijk een ontwikkeling voortvloeit uit dit onderzoek. Ook wat het met de prijs doet!
Ik verwacht hier eerder resultaten van terug te zien in consumentenelektronica dan uit de al vele jaren verwachtte doorbraak van de quantumcomputing in een commercieel toepasbare uitvoering
Is er ooit verwacht dat quantumcomputing een doorbraak zou zijn voor consumentenelectronica dan? Voor de overgrote meerderheid van de taken die consumenten doen is een quantumcomputer helemaal niet zo geschikt. Het nut daarvan beperkt zich slechts tot enkele taken, waaronder enkele cryptografische toepassingen (maar lang niet alle). Dat zal dus hoogstens tot een extra chipje op je moederbord leiden, dat enkele specifieke taken versnelt.

Een HDD die petabytes bevat, daarentegen... :D

[Reactie gewijzigd door bwerg op 11 juli 2012 14:43]

Een HDD die petabytes bevat, daarentegen... :D
waar per gigabyte een X aantal centen thuiskopievergoeding op komt... :X
Is dat er nu ook al?
Het nut daarvan beperkt zich slechts tot enkele taken, waaronder enkele cryptografische toepassingen (maar lang niet alle)
Quantum cryptografie heeft dan in z'n geheel weer niets met quantum computing te maken, maar meer met quantum communicatiekanalen. Wat wel zo is, is dat de vandaag de dag gebruikte public key encryption zo goed als onveilig wordt wanneer quantum computers gemeengoed worden, aangezien er een quantum algoritme bestaat dat getallen kan factoriseren in priemgetallen en het discreet logaritme probleem op kan lossen (beide met het algoritme van Shor)

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 11 juli 2012 15:38]

Met een quantumcomputer kun je berekeningen super-imposen, dus alles wat er met SIMD instructies versneld kan worden kun je ook met een quantumcomputer versnellen, lijkt mij. En SIMD wordt bijvoorbeeld veel op grafische kaarten gebruikt, maar ook in de cpu.

Maar goed, echt veel kaas heb ik niet van quantum computers gegeten, dus neem het niet voor waar aan.
dus neem het niet voor waar aan.
Liever niet inderdaad, want er klopt weinig van wat je zegt :). Het is niet zo dat een quantum computer 2N berekeningen tegelijk kan doen voor getallen van N qubits. Een getal van N qubits kan dan wel een waarde aannemen van 2N getallen in superpositie, aan het eind van de berekening zal bij het uitlezen van de waarde de superpositie vervallen en gewoon slechts 1 van alle mogelijke resultaten aannemen (met een bepaalde kans).

Oftewel, het is niet zo dat als je 1+5 en 3+8 wil berekenen je gewoon {1, 5} + {3, 8} doet en daar dan vervolgens {4, 13} uit komt rollen. In plaats daarvan komt er {4, 8, 9, 13} uitrollen, wat je niet kunt zien want bij het uitlezen krijgt hij gewoon 1 van die 4 waarden, elk met 25% kans*.

* Dit is een enorme oversimplificatie van de werkelijkheid

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 11 juli 2012 17:59]

idd, Om de voordelen van quantum computing te gebruiken. Zul je eerst een optimaal algoritme moeten vinden, Als die er al is. Om de zelfde rede dat je een algoritme voor een cpu ook moet parallelliseren wil je hem op een gpu/parallelle processor willen berekenen. Maar niet alle algoritme's kunnen worden versneld.

Voor sommige algoritmes zijn al snellere quantum versie's zoals Database searching, collisions. Er zijn ook quantum algoritmes die 'nog' niet sneller zijn als een classicaal algoritme als Sorting, Dat even snel is als een klassikale versie.
Het is misschien zuurpruimen, maar dit is echt meer een artikel we hebben iets leuks gevonden, maar het duurt nog jaren voor het commercieel toepasbaar is. In dit artikel word het zelfs niet eens genoemd.
Op die manier kun je iedere ontdekking doodredeneren. Te beginnen met het Higgs-deeltje...
Dat higgs is een deel van een theorie , dit gaat over een constructie die blijkbaar werkt en voor de IT mss belangrijk wordt

We zullen mss dat higgs veld weer toepassen in een ander idee maar dat is nog ver weg
Vraag me af hoe ze deze moleculen willen aansturen als ze vlak naast elkaar liggen? 3 miljoen atomen is een stuk groter dan 51 atomen.
[q]Moderne harde schijven gebruiken drie miljoen magnetische atomen per bit.[q]

Ze hebben dus (3.000.000 - 51) meer ruimte om ze aan te sturen dan met huidige HDD :)

Stel ze zouden "overhead" hebben van 1 miljoen atomen per bit om het te kunnen aansturen/lezen dan is dat nog steeds een factor 3 beter dan huidige harddisks.
"De wetenschappers construeerden het molecuul door een magnetisch ijzeratoom te midden van vijftig andere atomen te plaatsen."

Dus de facto 51 atomen per bit? Nou ja, in ieder geval dan drie miljoen magnetische atomen per bit. Wel een leuke sprong.
Het molecuul om een bit op te slaan bestaat uit 51 atomen.
Ja 51 atomen die samen 1 monocuul maakt kan 1 bit vast houden.

Heel simpel gezegd zou het zoiets mogelijk moeten zijn met oppervlakte van 1 huidige platter.

3.000.000 / 51 = factor van 58823 beter dan huidige schrijven.
1TB x 58823 = 58,82 PB platters
@ mad-max...
zeer onwaarschijnlijk: uitgaande dat de moleculen in het artikel en moleculen/atomen van bestaande hdd's niet hetzelfde zijn en dus niet even dicht naast elkaar gerangschikt kunnen worden; bijvoorbeeld 3 miljoen (warme) lucht-moleculen nemen 'veel' meer ruimte in beslag dan 3 miljoen magnetische ijzeratomen. Alvast sorry voor mijn mierenneukerigheid. :D Jammer dat het artikel niet vertelt uit welke atomen de overige 50 bestaan (kan ik thuis effe uitproberen :-* )

offtopic:
Straks is het probleem van geheugen kwijtraken ook uit de wereld, aangezien die dingen waarschijnlijk nauwelijks meer te zien zijn. wel ideaal voor in nanobots met a.i..... brrrr
de andere atomen zijn ijzeratomen,
die dus een soort miniatuur kooi van faraday creeren op magnetisch gebied.
door een magnetisch ijzeratoom te midden van vijftig andere atomen te plaatsen. Deze vijftig atomen werken als een organische schil om het ijzeratoom, waardoor de informatie wordt beschermd

ze plaatste een enkel ijzeratoom in het midden van een organisch molucuul bestaande uit 51 atomen , HIER wordt niet gesproken over welk/wat voor molecuul

Dus 52 atomen totaal , waarbij men de puls gebruikt om dat ijzeratoom een waarde tegeven welke door de omringende atomen geisoleerd wordt tegen termale-switching
waarbij de magnetische staat van het ijzeratoom als ook de elec eigenschappen veranderen van het molecuul in geheel

Koper heeft ook op nano schaal van dit soort rare eigenschappen gecombineerd met andere elementen
Nee, 51 atomen per molecuul en 1 molecuul per bit.

ontopic: Als dit goed doorzet hebben we dus straks (zonder rekening te houden met de wet van Moore e.d) 3 miljoen * 4TB=12 miljoen TB per 3,5" harde schijf?!
@ hoyvoy
Ik wil het niet, maar moet je toch vertellen dat lezzmeister en mad_max gelijk geven.

Met een noot dat als het geheugen-materiaal voor de reguliere hdd's uit element wordt gemaakt, er geen moleculen zijn; het materiaal bestaat alleen uit atomen. Een materiaal dat moleculen heeft is een samengestelde materiaal. Voorbeelden van elementen: ijzer, koper, tin. Samengestelde materialen zijn b.v. kunststoffen, messing, brons. M.a.w. check effe het periodiek systeem uit wikipedia ;)
De term molecuul is hier uiterst dubieus... Het is veel eerlijker gewoon 51 atomen per bit te schrijven.
Idd.. Zoiets als appels met fruitmanden vergelijken.
Daarbij is dit mega mooi onderzoek op het gebied van manipulatie van materialen op atoomniveau!
Klopt heel mooi en als je het goed leest is het een combinatie van ssd en hdd.

Men gebruikt magnetisme uit de HDD maar de aansturing gebeurt net als ssd met stroom en niet met een bewegende kop.

Het artikel heeft het ook over geheugen.

Het zal misschien niet zo snel zijn als normaal geheugen maar wel even snel als ssd schrijven en misschien niet het nadeel hebben van het beperkt aantal keer kunnen bedrijven.

Zullen we het maar een SHDD noemen dan ?
Over 20 jaar doen we dit met higgs boson deeltjes :)
Haha en daarna met snaren (zie snaartheorie) :P En daarna nog kleiner en kleiner en kleiner en kleiner en kleiner :)
Ik weet even niet zeker of de snaartheorie onderdeel is van de negatief-vergrotende trap van deeltjes.

Het klinkt voor mij een beetje als de lijst:
universum > zonnestelsel > planeet > continent > schildpad > land > stad > straat > huis.

[Reactie gewijzigd door ThePendulum op 11 juli 2012 15:21]

Hahaha ik zag die schildpad echt niet aankomen, geniaal! :D

Maar het is toch wel degelijk zo dat stringtheorie, als (speculatief) onderdeel van quantumtheorie (theorie is altijd speculatief, okee), gaat over de deeltjes die inderdaad nog weer een niveau lager liggen dan de atomen waaruit moleculen bestaan? D.w.z. het idee is toch dat 'strings' daadwerkelijk de bouwstenen van het universum zijn?
Success met uitlezen zonder LHC!
Da's wel redelijk veilige opslag dan ;-)
De HDD krijgen ipv 12V aansluiting dan gewoon een 400V aansluiting hoor. De lees en schijf arm is dan tevens van titanium :+

[Reactie gewijzigd door Fjerpje op 11 juli 2012 23:59]

Ik vraag me af wat dit met de storingsgevoeligheid gaat doen.
Moderne harde schijven gebruiken drie miljoen magnetische atomen per bit.
moderne harde schijven? bedoelen ze SSD? (niet die oude roterende schijven)
Nee, geen SSD's.. moderne harde schijven als in de schijven die op dit moment te koop zijn, niet die van 10 jaar terug.
SSD is geen harde schijf en werkt bovendien niet met magnetisme. Dus dit is een vergelijking met de oude vertrouwde HDD.
Voor het leeuwedeel van nederland is een opslag medium dat in de computer zit vast geschroeft een hardeschijf. Als je zo'n PCI-E insteek kaart zou hebben zullen ze het zelfs nogsteeds een hardeschijf noemen.
Ja en nee. Het werkt met een magnetisch veld maar aangestuurd via stroom. In het artikel staat ook geheugen, het is dus een combinatie van magnetisch en elektrisch, geen ssd geen hdd maar ergens in het midden zonder bewegende delen.
Dat lijkt me niet, aangezien ze het over magnetische atomen hebben. Voor zo ver ik weet werken traditionele (draaiende) harde schijven op basis van magnetisme en een SSD niet.
Ze hebben het over "moderne" harde schijven omdat ook hd's nog steeds verder ontwikkeld worden en een steeds hogere data dichtheid krijgen. Daarom is een vergelijking met moderne hd's totaal anders dan met hd's van 10 jaar geleden (die bijvoorbeeld 10 miljoen atomen per bit hadden).
HDD => Hard Disc Drive
SSD => Solid State Drive

Een SSD heeft geen harde schijf (ook wel: platter) in zich, en is technisch gezien dus ook geen hardeschijf. En in tegenstelling tot wat je wellicht denkt is de oude traditionele HDD nog lang niet afgeschreven.

[Reactie gewijzigd door .oisyn op 12 juli 2012 00:32]

magnetisch ijzeratoom
Is één ijzeratoom niet altijd magnetisch aangezien de ijzeratomen niet random geordend kunnen zijn?
Gevaarlijk, al je redundantie kwijt.
DNA, informatie-opslag op dezelfde schaal, raakt de hele tijd beschadigd, ook door het continue deeltjes- en stralingsbombardement uit de ruimte, maar heeft de bechikking over reparatiemechanismes.
De opslag in het artikel lijkt me alleen geschikt voor informatie waarbij het niet erg is als er relatief vaak fouten optreden: multimedia.
hoezo redundantie? Wat voor redundantie heb je nu dan? de bit is groter maar daardoor niet redundant - je hebt maar één bit.

Je kunt wel bedoelen dat de gevoeligheid voor diverse omgevingsfactoren groter lijkt, alhoewel volgens het artikel dat schijnbaar wel meevalt. Dan nog, als de bits zo klein worden kun je best echt redundantie invoeren, en bijvoorbeeld per byte gaan opslaan met 1 of twee bits foutcorrectie per byte. kost 12,5 tot 25% extra ruimte, maar als je het toch al meer dan 50.000 keer kleiner maakt kan dat geen kwaad meer ;)
op een harde schijf staan 3 miljoen atomen, als het overgrote deel 1 kant op wijst, dan telt de meerderheid, en maakt het niet uit als dr 1 of n paar perongeluk omvallen.. als deze ene atoom omvalt, dan is gelijk je hele informatie 1 bit veranderd.. als dat een aantal keer gebeurd, kan een bestand ineens iets heel anders bevatten.. alleen bij grote stromen data die relatief ongevoelig zijn voor kleine beschadigingen (muziek, film, grote plaatjes) maakt dat "minder" uit..

of je moet inderdaad alles in veelvoud redundant gaan opslaan..

[Reactie gewijzigd door AlexanderB op 11 juli 2012 15:23]

Raid of gewoon data dubbel opslaan met deze techniek zou het geen probleem moeten zijn.
Edit: oeps... ik vergis me een factor 100... Daar heb ik wel vaker last van... Getallen en conclusie aangepast.

Nu te koop in de winkel: 25nm single level NAND flash (~60.000 atomen /bit)
Binnenkort verwacht: 25nm multilevel NAND flash (~20.000-30.000 atomen /bit)
Gedemonstreerd op conferenties in het lab: 10nm single level NAND flash (~10.000 atomen/ bit)

Verwacht wordt dat NAND flash nog wel een paar technologie nodes zal doorschalen.

[Merk op dat ik alleen de OPPERVLAKTE van de floating gate heb geteld, niet de dikte. Merk ook op dat ik alleen de floating gate heb geteld, en niet de source, drain en control gate aansluiting. Maar dat is voor het molecuul hierboven ook niet meegeteld.]

[Reactie gewijzigd door victor.van.acht op 12 juli 2012 20:34]

Verschillende toepassingen. Een moderne harde schijf heeft zoals in het artikel staat ongeveer 3 miljoen atomen per bit. Erg slecht zou je zeggen, als je naar de 600 van ssd's kijkt. Waarom worden er dan zoveel harde schijven gekocht? Prijs is één reden, maar de andere is capaciteit. Als je echt veel opslag nodig hebt dan ga je daar geen ssd's voor gebruiken.

Ten tweede, 51 atomen per bit voor harde schijven is wel degelijk impressive. Zoals boven al iemand berekend had komt het neer op 58PB per platter, dus meer dan 200PB per schijf mogelijk. Bij jouw ssd voorbeeld zou je een verbetering van 6x kunnen verwachten. Als je als voorbeeld een moderne ssd van 1TB neemt, kom je uit op 6TB in de toekomst. 6TB vs 200PB. De keuze is snel gemaakt als je opslag wil.
Mee eens inderdaad, alleen hoe groter de schijf des te groter de uitdaging voor de sensor, welke lees en schrijft, om de informatie terug te vinden op de schijf. Met hedendaagse lees snelheden duurt het een eeuwigheid voordat je een paar MB op een schijf van 100 PB hebt terug gevonden.

Door de ontdekte elektrische eigenschap waarmee het magnetische veld aangepast kan worden zouden eventueel andere sensors voor het uitlezen en schrijven kunnen worden gemaakt.

[Reactie gewijzigd door Fjerpje op 11 juli 2012 23:56]

NAND <> magnetische opslag.

Je kunt het niet op deze manier vergelijken.

Bovendien is magnetische opslag op bewegende delen na niet aan slijtage onderhevig.

Gezien de enorme schaal verkleining kunnen ze mogelijk straks (mits kosten/baten goed uitpakt) ze magnetische opslag oplossingen maken zonder mechanische delen.

Dan krijgt NAND een serieuze concurrent erbij.

Verder vraag ik me af of iemand nog iets gehoord heeft van Fe-NAND het is nu bijna vijf jaar dat ik er van gehoord heb maar naast veel belovende specs (levensduur SSD langer dan HD's en hogere snelheden) heb ik nog geen enkele oplossing gezien gebaseerd hierop.
Hoe kleiner nand des te minder schrijfacties en wie weet kun je met deze techniek heel veel meer schrijfacties uitvoeren.
Het is moeilijk om dit nieuwsfeit op waarde te schatten; het lijkt alsof ze een soort van combinatie van analoge technologie, zoals de mens, wat gebruikt wordt om een digitale conclusie te trekken.

Nu is alles wat analoog is ontzettend krachtig, maar hoe betrouwbaar is het als je dit op grote schaal zo zou produceren?

In dit geval nameiljk is het juist voor de wetenschappers 'handig' dat het 'maar' 51 atomen zijn. Op het moment dat ze hun analoge opslag vergroten naar meer atomen dan is ook de statistische kans groter dat het fout gaat, zo zegt het gevoel.

Wat hebben ze nu feitelijk aangetoond?

Eigenlijk hetgeen we al van ons DNA weten, namelijk dat als je klooit met wat atomen dat je er iets in kunt opslaan. Dit wisten we al dat dit mogelijk was.

Maar stel nu dat je het wilt gaan gebruiken voor DIGITALE techniek - dan is er plots een enorm probleem.

Vandaar dat het lastig is om dit op waarde te schatten.
Het zou kunnen dat op de lange termijn het huidige concept van digitale techniek niet langer de ideale oplossing zal zijn. Misschien dat er dan een soort semi-organische basis is voor technologie, of iets quantum-mechanisch. Ja, uit dit schrijven blijkt al dat ik er slechts heeel oppervlakkige kennis van heb, maar het is wel belangrijk om buiten het huidige silicoon-gebaseerde idee te kijken lijkt me.
Waarom denk je dat dit analoog is en huidige hardeschijf technologie digitaal? Beide werken gewoon met atomen die een aan- en uitstand hebben. Dus beide zijn digitaal. En waarom zou dit foutgevoeliger zijn? Er staat juist dat het door een "kooitje" van omringende atomen wordt afgeschermd van ongewenste invloeden.
Je haalt atomen en moleculen door elkaar. Elk ijzer atoom wordt omringd door vijftig andere atomen en vormt zo een molecuul. Je kunt vervolgens eindeloos veel van dergelijke moleculen naast elkaar zetten om een harde schijf te maken.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Populair: Tablets Websites en communities Smartphones Beheer en beveiliging Google Laptops Sony Games Consoles Politiek en recht

© 1998 - 2014 Tweakers.net B.V. onderdeel van De Persgroep, ook uitgever van Computable.nl, Autotrack.nl en Carsom.nl Hosting door True

Beste nieuwssite en prijsvergelijker van het jaar 2013