11 september 2007
De mogelijkheid om meer gegevens in minder ruimte op een geheugenchip of een harde schijf op te slaan is een cruciale kracht op basis waarvan steeds kleinere apparaten worden gemaakt. Stuart S.P. Parkin, een natuurkundige, werkt aan een 'racetrack memory', een technologie die het mogelijk maakt om gegevens veel sneller te lezen en te schrijven dan met de bestaande opslagmethoden mogelijk is. Het wordt daarmee mogelijk om minimaal 10 keer en maximaal 100 keer de hoeveelheid gegevens op te slaan in dezelfde ruimte. Dat betekent dat een iPod die vandaag de dag ongeveer 200 uur aan video kan opslaan met behulp van 'racetrack memory' elk TV-programma kan opslaan dat gedurende de gehele week uitgezonden is op zeker 120 kanalen. De wereld van de techniek houdt de adem in, want Parkin heeft eerder het onmogelijke gedaan. Als research fellow van IBM was hij in het begin van de jaren '90 jarenlang in zijn lab werkzaam 'trying to find a way to commercialize an odd magnetic effect of quantum mechanics I had observed at supercold temperatures. With the help of a research assistant, I was able to alter the magnetic state of tiny areas of a magnetic data storage disc, making it possible to store and retrieve information in a smaller amount of space'. De enorme toename in digitale opslag mogelijk gemaakt door 'Giant Magnetoresistance' (GMR) leidd tot de verschijning van onder andere de iPod's.
Parkin denkt dat hij opnieuw in staat is een doorbraak te realiseren die de opslagdichtheid en -snelheid 10 tot 100 keer kan verbeteren. Als hij slaagt in dat streven dat kan hij een 'universal' computergeheugen maken, eentje die zowel DRAM als Flash memory zal verdrijven en die zelfs een 'disk drive on a chip' mogelijk maakt. Een van zijn collega-wetenschappers bij IBM zegt dat: 'It could begin to replace flash memory in three to five years. Not only would it allow every consumer to carry data equivalent to a college library on small portable devices, but a tenfold or hundredfold increase in memory would be disruptive enough to existing storage technologies that it would undoubtedly unleash the creativity of engineers who would develop totally new entertainment, communication and information products'. Flash storage chips kunnen op dit moment niet genoeg gemaakt worden. Gebruikt voor opslag in digitale camera's, mobiele telefoons en PC's kunnen de commercieel beschikbare flash-drives (met verschillende geheugenchips) al tot 64 GB aan gegevens opslaan. In de komende jaren worden flash chips verwacht die op een exemplaar meer dan 50 GB kunnen opslaan. Maar flash geheugen heeft wel een probleem: het kan razensnel gegevens lezen, maar het is erg langzaam in de opslag ervan. Het is niet voor niets dat de opslag-industrie voortdurend op zoek is naar alternatieve technologie. Parkin's benadering, het 'racetrack memory', lijkt alles te bieden wat de industrie zoekt. 'Finally, after all these years, we’re reaching fundamental physics limits', zo zegt de wetenschapper. 'Racetrack says we’re going to break those scaling rules by going into the third dimension'. Zijn idee, zo legt hij uit, 'is to stand billions of ultrafine wire loops around the edge of a silicon chip – hence the name racetrack – and use electric current to slide infinitesimally small magnets up and down along each of the wires to be read and written as digital ones and zeros'. En zijn onderzoeksgroep, zo vervolgt hij, 'is able to slide tiny magnets along notched nanowires at speeds greater than 100 meters a second. Since the tiny magnetic domains have to travel only submolecular distances, it is possible to read and write magnetic regions with different polarization as quickly as a single nanosecond, or one billionth of a second — far faster than existing storage technologies'. 'Stuart marches to a little bit of a different drummer, but that’s what it takes to have enough courage to go off the beaten path', zegt James S. Harris, hoogleraar 'electrical engineering' aan de Stanford University en mede-directeur van het IBM Stanford Spintronic Science and Applications Center. Analisten denken dat er een belangrijke parallel is tussen het onderzoek dat Parkin deed naar GMR en zijn huidige 'racetrack'-onderzoek. 'We’re on the verge of exciting new memory architectures, and his is one of the leading candidates', zegt Richard Doherty, directeur van Envisioneering Group, een adviesbedrijf in Seaford, N.Y. IBM is nog voorzichtig als het gaat om de introductie van de nieuwe techniek. Maar 'ultimately, the technology may have even more dramatic implications than just smaller music players or wristwatch TV's', zegt Mark Dean, vice president Systemen bij IBM Research. 'Something along these lines will be very disruptive. It will not only change the way we look at storage, but it could change the way we look at processing information. We’re moving into a world that is more data-centric than computing-centric'. IBM denkt dat deze technologie de lijn tussen opslag en informatieverwerking zal vervagen en een nieuw sleutel zal vormen voor het zoeken van gegevens, het opslaan en het terugvinden ervan. Als dat inderdaad zo ie, dan verandert Parkin opnieuw de spelregels van de computerwereld.
