Второй "врождённый" недостаток заключается в том, что для записи на SSD-накопитель требуется приложение относительно высокого напряжения от 10 до 20 В, которое необходимо для преодоления слоя диэлектрика. Разумеется, это не лучшим образом сказывается на энергопотреблении, особенно в портативных устройствах, питающихся от аккумуляторов.
В свою очередь, при увеличении плотности ячеек для повышения плотности записи неизбежно уменьшается толщина диэлектрика, что позволяет снизить напряжение записи, — но в таком случае проблема износа становится ещё актуальнее.
И, наконец, быстродействие SSD-накопителей вовсе не настолько высоко, как может показаться. Оно впечатляет, если сравнивать с обычными жёсткими дисками, но даже не самая скоростная современная оперативная память опережает "твёрдотельники" по производительности и времени доступа как минимум в 20–25 раз.
Есть два способа, которые позволяют преодолеть ограничения по быстродействию, сроку службы и плотности записи. Можно совершенствовать применяемые материалы либо взять за основу конструкции накопителя существенно иной принцип хранения информации.
Работы в первом направлении ведутся давно различными производителями памяти, но все они пока упираются в дороговизну и неотработанность технологии. К примеру, технология SONOS (Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon) отличается от классической флэш-памяти тем, что плавающий затвор ячейки выполнен не из поликристаллического кремния, а из нитрида кремния (Si3N4), имеющего более однородную молекулярную структуру и потому способного лучше удерживать заряд. При этом слой диэлектрика может быть значительно тоньше, а напряжение записи — в несколько раз меньше. В современных образцах памяти SONOS, продвигаемых компаниями Philips, Spansion, Infineon и Qimonda, напряжение записи составляет от 5 до 8 В, а теоретическое число циклов записи/стирания достигает 100 миллионов, что в 1000-10000 раз выше, чем у обычной SSD.
Гораздо интереснее и многообразнее альтернативные технологии, причём некоторые из них могут появиться на массовом рынке значительно раньше "улучшенной" флэш-памяти.
Одна из самых необычных технологий — PRAM (Phase change Random Access Memory), то есть память с произвольным доступом на основе фазового перехода. В PRAM применяется тот же самый принцип, который используется в перезаписываемых оптических дисках CD-RW и DVD-/+RW. Носителем информации служит специальный материал, способный под воздействием температуры принимать одно из двух состояний: кристаллическое или аморфное. Однако в отличие от дисков, где имеют значение оптические характеристики материала в этих состояниях, здесь играет роль электрическое сопротивление, которое в кристаллическом состоянии слабое (логическая единица), а в аморфном — высокое (логический ноль).
Запись информации в PRAM осуществляется путём нагрева ячеек, а считывание — посредством измерения их сопротивления. Среди достоинств этой технологии — возможность записи информации без предварительного стирания (совсем как на "болванках", где для перезаписи достаточно стереть содержание, после чего можно записывать "поверх" старых данных), причём скорость записи может в сто раз превышать аналогичный показатель SSD-накопителей на флэш-памяти.
Микросхемы PRAM небольшого объёма (до нескольких десятков мегабайт) уже серийно производятся компаниями Hynix, Intel и Samsung и применяются в смартфонах и планшетах.
Ещё один альтернативный тип памяти, мелкосерийный выпуск которой уже начался, называется MRAM (Magnetoresistive random-access memory — магниторезистивная память с произвольным доступом). Основой ячейки памяти MRAM выступает магнитный туннельный переход, состоящий из двух магнитных слоёв, разделённых сверхтонким диэлектриком. Один из двух слоёв имеет фиксированный вектор магнитного поля, а у второго направление вектора намагниченности может изменяться под воздействием внешнего магнитного поля. Если векторы взаимно противоположны, то электрическое сопротивление ячейки высокое (логический ноль), если же они ориентированы в одном направлении, то сопротивление низкое (логическая единица).
Благодаря тому, что данные записываются в результате намагниченности, а не за счёт электрического заряда, они могут храниться более десяти лет без питающего напряжения, при этом отсутствует эффект износа, а число циклов записи/стирания практически не ограничено (более 1016). Время доступа MRAM составляет порядка наносекунды, а скорость записи примерно в тысячу раз превышает возможности флэш-памяти.
Магниторезистивная память уже порядка десяти лет (!) применяется в некоторых областях, например в космонавтике, но в ближайшее время вероятно её появление на потребительском рынке. В продвижении MRAM заинтересованы такие крупные игроки, как Hynix, IBM, NEC и Toshiba.
Интересные варианты долговременной памяти возможны и на молекулярном уровне. К примеру, память FeRAM (Ferroelectric RAM — ферроэлектрическая, или сегнетоэлектрическая, память с произвольным доступом) основана на возможности изменять распределение (поляризацию) атомов в ферроэлектрических материалах за счёт приложения внешнего электрического поля. В отечественной литературе принят термин "сегнетоэлектрик", по названию первого материала, где был открыт этот эффект, — сегнетовой соли.
Принцип работы FeRAM заключается в том, что при подаче напряжения на ферроэлектрик атомы в этом материале смещаются вверх или вниз, и изменяется электрическая проводимость, сохраняющаяся и после отключения тока. Чтение данных при этом производится довольно непривычным способом: управляющий транзистор подаёт напряжение, переводя ячейку в измерительное состояние "0". Если ячейка уже содержит логический "0", то сигнал не изменяется, если же в ячейке записана "1", то в результате смены поляризации на выходе возникнет короткий импульс, который и будет означать "1".
Среди преимуществ FeRAM — практически не ограниченное число циклов перезаписи (более 1016), высокая скорость записи (150 нс по сравнению с 10 000 нс — 10 мс — для флэш-памяти) и низкое энергопотребление. Главные недостатки — низкая плотность записи и, в результате, слишком высокая цена хранения информации. В настоящее время чипы FeRAM небольшой ёмкости применяются преимущественно в лабораторном и медицинском оборудовании, где требуется максимально быстрая фиксация данных и перезапись без физического износа носителя.
Память века нанотехнологий — CBRAM (Conductive-Bridging RAM — память с произвольным доступом на основе проводящего моста). Здесь в буквальном смысле слова используется нанотрубка, формирующаяся при подаче напряжения в твёрдотельном электролите-диэлектрике между двумя электродами, один из которых изготовлен из электрохимически инертного материала (например, вольфрама), а другой, напротив, из активного (например, из меди или серебра). Нанотрубка, "пробившая" диэлектрик, снижает сопротивление и записывает логическую единицу, в противном случае ячейка хранит ноль. Для стирания единицы ток пропускается между электродами в обратном направлении, и нанотрубка разрушается.
Существует ещё множество экспериментальных технологий накопителей будущего — Nano-RAM, Millipede, Racetrack, ReRAM и другие, каждая из которых достойна отдельного подробного рассказа. Впрочем, и старые добрые жёсткие диски не торопятся занимать места на музейных полках.
Автор: Сергей Голубицкий
Опубликовано 19 апреля 2012 года
Сегодня поразмышляем над набившим оскомину, но все же важном в концептуальном отношении явлении — вирусописательстве. Благо повод к тому образовался знатный: весь апрель в стане форточников царит праздник — высокомерные яблофаны наконец-то подхватили заразу! Уже второй десяток лет курсируют по миру мифы и слухе о, якобы, очередном вирусном заражении компьютеров, работающих под управлением MAC OS. Всякая попытка привести доказательства, правда, тут же упирается в убийственный (по противоречивой бессмысленности) контраргумент: у вас нет вирусов, потому что вы, малявки-задрипы со своими 5 процентами рынка, никому не нужны! Наконец-то, сбылось! Заразили! Целых 600 тысяч машин! Счастье-то какое! Кто сказал? Как кто — Доктор Веб! Кто такой Доктор Веб?! Старинный советский вирусоборец, ровестник и чуть ли не старший брат резателей свинюшек. К тому же бдящий сверх меры: нортоновцы не заметили, пандовцы, битдефендеровцы, авастовцы проворонили, а Доктор Веб набдел! Целый ботнет, повязавший уйму надкусановых машин. Набдел и предупредил: не скачаете у нас заплату, будет хуже! В очередной раз надкусановцы проявили себя безответственно и высокомерно — отказались качать, и в очередной раз стали происходить странные вещи: 600 тысяч зараженных маков, через несколько дней в полном соответствии с законами распространения нелеченых эпидемий превратились в 450 тысяч, затем в 150 тысяч, а под конец вообще куда-то исчезли с радаров общественного внимания. Чудеса, да и только. Неужто помог патч, выпущенный Apple для латания очередной дыры в Джава-скрипте (по ходу дела: мне иногда кажется, что этот проклятый продукт Sun изначально был задуман и создан с единственной целью — компрометировать компьютерную безопасность на всех платформах! Разве что флэш-технология может состязаться с Джавой по зловредности в этом отношении)? Всяко может быть, но верится с трудом. Слишком неподъемна инерция яблофанов, которые упорно не желают верить в уязвимость своих компьютеров, а потому не спешат своевременно что-то там скачивать и латать уязвимости. К тому же и повода серьезного для волнений в очередной раз не обнаружилось: какой-то Доктор Веб… реппер что ли из Бронкса?! С каких пор репперы стали разбираться в компьтерах?! Ах реппер из Москвы, Раша! Даже не реппер вовсе? Ну чума, чуваки, в какое интересное время мы живем! Я вот подсуетился: опросил всех знакомых — не подловили ли? Пожимают недоуменно плечами. Перешерстил все известные маководные форумы — тот же результат: никто ни слухом ни духом не ведает о ботнете. Понять можно: 600 тысяч — это смехотворная капля в море. Тут даже не приходится сравнивать с аналогичными вирусными эпидемиями, которые охватывают форточные компьютеры в количествах, исчисляемых десятками и даже сотнями миллионов штук. Даже в собственно маковской резервации цифра эта — 600 тысяч — по сегодняшним меркам несерьезная. Впрочем, вопрос реальности или вымышленности ботнета для маков меня интересует в самую последнюю очередь. Я даже склоняюсь к мысли, что и в самом деле вирус проскочил, однако быстро самостийно зажух в силу полной своей несуразности и неуместности. Меня волнует другое и единственное: откуда этот вирус взялся?! Читатели, знакомые с голубятнями не понаслышке, знают мою сугубо субъективную, необъективную и вульгурную точку зрения: я искренне убежден, что вирусы пишут компании, создающие и продающие антивирусные программы! Разумеется, не сами пишут, а через глубоко законспирированные и формально никак не афилированные группы труженников виртуального плаща и кинжала. Я приводил в разное время разные косвенные доказательства своей гипотезы (косвенные, поскольку, как мы все понимаем, свечку подержать в данной ситуации никому не позволят). Сегодня приведу еще одну и на мой взгляд самую убедительную — психиатрическую. Версия эта тем более хороша, что утверждает светлое и положительное начало в человечестве — штака всем нам необходимая и полезная! Итак, давайте взглянем на ситуацию с мотивационной стороны: зачем обычному человеку писать вирусы? Чтобы заразить компьютеры как можно большего количества людей? Что бы сделать гадость, испортить настроение, а иногда даже — жизнь, миллионам незнакомых тебе мальчиков, девочек, старушек и дедушек? За что?! А просто так! Иначе быть не может в ситуации, когда ты не знаешь своих жертв и удовлетворение приходит исключительно за счет осознания количества пострадавших жертв. Кто же тогда наш вирусописатель? Правильно: бес! Настоящий такой бес, с рожками, копытами и сульфурным смрадом дыхания. Бес, потому что нормальный человек физически не сможет поддерживать существование за счет испепеляющей, всеобъемлющей, не знающей границ ненависти. Предвижу возражение: эка невидаль! Разве такие особи не водятся? Соглашусь — водятся. Вот только: много ли бесов, совмещающих космическую ненависть с программированием? Мммм, да… Ну если подумать, напрячь воображение… Можно, можно найти и таких. Опять же — соглашусь! И опять задам вопрос: а много ли существует бесов, которые не просто знакомы с программированием, но и демонстрируют самые незаурядные в этой области далеко не самого простого знания способности? Способности, граничащие с гениальностью, потому что написать вирус — не одно и то же, что сваять на бейсике Hello World. Нужно как минимум обладать эвристическим складом ума и предвосхищать встречные действия соперника на несколько шагов вперед (для того, чтобы преодолевать эвристические же эшелоны обороны, установленные во всех современных антивирусных программах, да и в самих ОС по умолчанию). И что: много таких вот высоко одаренных бесов ходит под луной? Много? Достаточно для того, чтобы обеспечивать бесперебойный накат все новых и новых вирусов, которые мы наблюдаем сегодня? И вы в это верите? Как только мы возьмем за исходную гипотезу предположение о том, что вирусы создаются группами профессионалов, скрыто афилированных с производителями антивирусных программ, как сразу все противоречия психиатрического характера снимаются! Почему? Да потому что в работе таких вирусописателей нет ничего личного! Одной рукой они пишут вирусы, другой — щедро раздают противоядия! Чем не Большая Фарма в действии?! Ничего личного — только бизнес! Только деньги. Никакой ненависти к человечеству, никакого бесовства. Да и нам, согласитесь, лучше жить с мыслями о том, что мир не такой уж безнадежно поганый. Софтина дня называется iAWriter. Кому приходилось печатать на айпаде, поймет мой восторг: iAWriter — редактор хоть и простенький, зато с собственной клавиатурой. Вменяемой, в отличие от штатной. Помню, на Windows Mobile была встроена тоже чудовищная клавиатура, однако Микрософт не мешал сторонним производителям создавать альтернативы. И таковых было великое множество — одна лучше другой. Надкусан никого не пускает туда, где, как ему кажется, он должен поддерживать монополию. Поэтому ни одной вменяемой клавиатуры для iOS нет. Зато есть превосходные редакторы и iAWriter — один из них:
