Memòria òptica.

Investigadors, han demostrat una nova tècnica que pot emmagatzemar més dades en forma òptica en un espai més petit del que és possible en un xip. 

Aquesta tècnica millora la cel·la de memòria òptica de canvi de fase, que utilitza la llum per escriure i llegir dades, i podria oferir una forma més ràpida i eficient de memòria per als ordinadors.

Font: Google

A Optica , la revista de The Optical Society per a investigacions d'alt impacte, investigadors de les Universitats d'Oxford, Exeter i Münster descriuen la seva nova tècnica per a l' emmagatzematge de dades òptiques, que podrien ajudar a satisfer la creixent necessitat de més emmagatzematge de dades informàtiques.

En comptes d'utilitzar senyals elèctrics per emmagatzemar dades en un dels dos estats, la cel·la de memòria òptica utilitza la informació de la llum per emmagatzemar-la. Els investigadors ho van demostrar per una memòria òptica amb més de 32 estats, o nivells, l'equivalent a 5 bits. Aquest és un pas important cap a una computadora totalment òptica, que també és un objectiu a llarg termini de molts grups de recerca en aquest camp.

Font::www.ox.ac.uk

Les fibres òptiques proporcionen dades codificades de llum a les  llars i oficines, però aquesta informació es transforma en senyals electrònics una vegada a l'interior de les computadores. Al portar la velocitat de transmissió de la llum de les dades a les plaques de circuit que funcionen amb ordinadors, aquesta memòria all-optical, podria permetre un xip d'ordinador híbrid que interaccioni amb dades de forma òptica i elèctrica.

El nou treball forma part d'un gran projecte anomenat Fun-COMP, per a la tecnologia de computació a escala funcional, que aplega socis acadèmics i industrials per desenvolupar tecnologies de maquinari innovadores.

Escriure dades amb llum

La cel·la de memòria òptica utilitza la llum per codificar la informació en un material de canvi de fase, una classe de materials utilitzats per a fer CD i DVD gravables. Un làser escalfa parts d'un material de canvi de fase, el que fa que canviï entre els estats on tots els àtoms estan ordenats o desordenats. Com que aquests dos estats mostren diferents índexs òptics de refracció, es poden llegir dades utilitzant la llum.

Els materials de canvi de fase, poden emmagatzemar dades durant molt de temps perquè romanen en estat desordenat o ordenat fins que es tornen a il·luminar amb el tipus específic de llum làser utilitzada originalment per escriure les dades. La barreja de diferents proporcions dels estats ordenats i desordenats en una àrea del material permet que la informació s'emmagatzemi en un nivell continu  en lloc de només un zero i un ú, com en la memòria electrònica tradicional.

Encara que aquest equip ha utilitzat aquest enfocament prèviament a la memòria òptica, ara s'ha pogut prémer els límits de resolució d'aquesta cel·la de memòria emmagatzemant un nombre més gran d'estats intermedis entre zero i ú. Això ha permès emmagatzemar informació en 34 nivells, en comptes dels 10 d'abans.

Font: Google

Els investigadors van aconseguir l'augment de la resolució mitjançant l'ús d'una nova tècnica que van desenvolupar, que utilitza la llum làser amb un únic pols de dues etapes, dos polsos units en un pols rectangular, per controlar amb precisió la fusió i la cristal·lització del material.

En lloc de escalfar el material amb un únic pols  làser, es configura el pols d'una manera que  permet controlar la temperatura del material amb el temps. Això proporciona la possibilitat d'ajustar la forma en què el material interactua amb la llum i l'estat que obtindrà després de l'escalfament. També augmenta molt el procés d'escriptura perquè es pot canviar l'estat del material amb només un pols de làser en lloc dels centenars o milers de polsos requerit prèviament.

Emmagatzematge de memòria multi-nivell

En el document, els investigadors van demostrar que podien utilitzar el seu enfocament per codificar de manera fiable dades de 34 nivells, que són més dels 32 nivells necessaris per aconseguir la programació de 5 bits. Aquesta realització requeria comprendre la interacció entre la llum i el material a la perfecció i després enviar exactament el tipus correcte de pols làser necessari per aconseguir cada nivell. Això ha permès resoldre un problema extraordinàriament difícil.

Font:Amazonaws.com

La nova tècnica podria ajudar a superar un dels colls d'ampolla que limiten la velocitat de les computadores d'avui: el vincle entre el processador i la memòria. Molts treballs s'han dut a terme per millorar la comunicació entre aquestes dues unitats mitjançant fibra òptica. No obstant això, la unió d'aquestes dues unitats òpticament encara requereix conversions electro-òptiques costoses en ambdós extrems. Aquesta cel·la de memòria es pot utilitzar en una instal·lació òptica i elèctrica híbrida per eliminar la necessitat d'aquesta conversió al costat de la memòria permetent que s'emmagatzemin dades i recuperat-les òpticament.

Els següents passos dels investigadors, es basen en voler integrar diverses cel·les de memòria i programar-les individualment, per això, s' hauria de fer un xip de memòria de treball per a una computadora. Els grups de recerca han treballat estretament amb Oxford University Innovation, el braç d'innovació de la Universitat, per desenvolupar oportunitats comercials derivades de la seva recerca en cèl·lules de memòria fotònica. Els investigadors diuen que ja poden replicar els dispositius molt bé, però hauran de desenvolupar tècniques de processament de senyals de llum per integrar múltiples cel·les de memòria òptica.

Font: Optical Society of America