Rosyjscy naukowcy opracowali pamięć flash zdolną do przechowywania danych przez setki lat

Image: iXBT · Source

Naukowcy z Instytutu Fizyki Półprzewodników Rżanowa w Rosji opracowali technologię pamięci flash odporną na promieniowanie, nieulotną, z możliwością zachowania danych przez okres potencjalnie trwający setki lat, przeznaczoną do zastosowań kosmicznych, takich jak satelity i orbitalne centra danych.

Naukowcy z Instytutu Fizyki Półprzewodników im. A. W. Rżanowa, będącego częścią Syberyjskiego Oddziału Rosyjskiej Akademii Nauk, zaproponowali nową technologię pamięci flash nieulotnej, wyróżniającą się zwiększoną odpornością na promieniowanie oraz wyjątkowo długim okresem przechowywania danych. Innowacja ta ma obiecujące zastosowanie w technologii kosmicznej, w tym na satelitach, statkach kosmicznych wyposażonych w jednostki zasilane jądrowo oraz orbitalnych centrach danych.

Rdzeń technologii opiera się na dielektrycznych warstwach z defektami strukturalnymi zwanymi pułapkami elektronowymi. Pułapki te mogą przechwytywać i utrzymywać ładunek elektryczny przez długi czas, a obecność lub brak ładunku reprezentuje informacje cyfrowe. Początkowo badacze eksperymentowali z warstwami azotku krzemu, a następnie przeszli do materiałów o wysokiej przenikalności dielektrycznej, takich jak tlenek glinu i tlenek cyrkonu. Według twórców podejście to wydłuża czas przechowywania danych, zmniejsza zużycie energii podczas zapisu i poprawia odporność pamięci na promieniowanie jonizujące; ochrona patentowa obejmuje te rozwiązania.

Władimir Griczenko, główny współpracownik naukowy instytutu, stwierdził, że w temperaturze pokojowej teoretyczny czas zatrzymania elektronu w takich pułapkach może osiągać setki lat. W przeciwieństwie do tradycyjnej pamięci flash bazującej na pływających bramkach, ten projekt lokalizuje ładunek bezpośrednio w warstwie dielektrycznej.

Odporność na promieniowanie jest kluczowa dla elektroniki kosmicznej, ponieważ narażenie na cząstki o wysokiej energii może powodować błędy lub uszkodzenia danych. Dlatego pamięci o zwiększonej odporności na promieniowanie są szczególnie cenne podczas długotrwałych misji kosmicznych.

Jednym z potencjalnych zastosowań wskazywanych przez naukowców są orbitalne centra danych. Satelity prowadzące obserwacje zdalne i misje naukowe generują duże ilości danych, a przetwarzanie tych danych na pokładzie mogłoby zmniejszyć wymagania dotyczące przepustowości łącza komunikacyjnego z Ziemią.

Poza satelitami technologia może zostać wykorzystana w bardziej złożonych systemach, takich jak statki kosmiczne zasilane źródłami jądrowymi czy autonomiczne stacje badawcze. Jednak naukowcy podkreślają, że sama odporna na promieniowanie pamięć nie wystarczy; procesory odporne na promieniowanie pozostają odrębnym wyzwaniem technologicznym.

Równocześnie zespół bada alternatywne mechanizmy przechowywania danych, które opierają się na zmianie stanu materiału zamiast na magazynowaniu ładunku. Metody te mają potencjał oferowania znacznie wyższych prędkości pracy oraz wytrzymałości sięgającej bilionów cykli zapisu, choć pozostają na wczesnym etapie rozwoju.

To przełomowe osiągnięcie stanowi istotny krok w kierunku stworzenia trwałych technologii pamięci dostosowanych do wymagających warunków eksploracji kosmosu oraz długoterminowego przechowywania danych.