@ 2015.12.06 , 13:00
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如何利用声波对数据进行储存

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我们对数据储存的需求正在以惊人的速度增长。估计现在全世界范围内的数据储存到达了2.7泽字节,相当于地球上70亿人每人储存好几万亿字节的数据。快速可靠的访问这些数据对我们来说显得尤为重要,但问题是目前我们采用的方式都过于缓慢。

传统的硬盘驱动器通过磁力将数据编码进圆盘中,通过一个传感器扫描圆盘表面进行数据读取。圆盘必须移动才能进行读取这一点说明了出现机械故障的可能,也限制了数据存储的速度。

一些储存速度更快的固态存储设备,不存在出现机械故障的可能性,将数据作为小电荷进行储存。在大多数的笔记本电脑、智能手机和数码相机以及其他电子设备都使用了这项叫做闪存的技术。虽然固态存储设备的存储速度更快但它的使用寿命比硬盘更短并且也更昂贵。它们的存储速度还是比数据在电脑各部件中穿梭的速度更慢。

固态存储设备利用磁力将数据进行编码是最理想的方式。IBM正在研发一种新的改良设备,叫做赛道储存。它使用的是比人类头发丝还要细几百倍的纳米线集合。以一串1到0的字符用磁力将数据编码进纳米线中,虽然它存储数据的速度比一般硬盘快,但最关键的是要找出一种方式让数据能够在纳米线中进行移动,使探针能够进行读写。或许可以采用施加磁场或通电流的方式,但这会产生热量减少效率,影响寿命。

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还有其他方法让磁数据“流动”起来。我(作者)来自谢菲尔德大学的团队和来自利兹大学的John Cunningham发现了利用声波能够使赛道储存更有效率的方法,并且将论文发表在了《应用物理快报》上。

用声波进行移动
在我们的模拟实验中,在压电材料层上创建一个磁性纳米线的振动感应器,当通电的时候这个感应器会伸拉。通过快速切换电压它们开始振动,产生一种特殊的声波作为表面声波。

利用这种方法我们创建了两种声波,一个沿着纳米线的前方移动一个逆向移动。这两种波一起创建出纳米线振动强烈的区域和不振动的区域,我的研究发现,在那些振动强烈的区域有大量的磁数据位被吸引过来。如果我们改变这两种声波的强度,一个比较强一个比较弱,我们发现振动区域开始沿着纳米线进行移动,数据位也随着一起移动。如果交换声波的强度,数据位的移动方向也跟着改变。只使用声音就能使数据向着两个方向移动。

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目前我们的模拟实验显示数据位的移动速度大概为100mph。听起来很快吧,但我们希望它更快,快十倍。但是要实现这一目标的关键是表面声波,因为这种东西只存在于物体表面,消失的速度很慢,可以移动好几厘米。由于纳米线很小,声波可以穿过大量的纳米线。这使得快速存储成为可能。

在这种技术成为解决赛道储存背后的问题之前还有许多疑问需要解决。但根据实验进度,下一步是创建一个模型对它来进行测试。

本文译自 atlasobscura,由译者 island 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 8+1

  1. 三胖将军
    @2 years ago
    3002002

    朝鲜三千里江山,可以存储这些数据

  2. mournful
    @2 years ago
    3002006

    一般在煎蛋看到这类文章的题目如果是疑问句我就会直接去评论区找答案。

  3. 3002016

    这种方式是不是和引力波载数据有点类似?

  4. 3002038

    磁存储已经到了一个瓶颈,也就是单位磁道面积上存储的0/1 个数已经达到工业极限(磁头不可能做的更小了),瓦记录也只是权宜之计。最根本的方法是要寻找一种新的磁头和波来代替传统的磁头和电磁波。

  5. yellow
    @2 years ago
    3002041

    IBM工程师闭关50年苦心研究如何把声音储存,50年后终于有了一点点成果,发现外面都已经有随身 MP3了,还有一个他从来没见过的东西,闪存芯片。

    [5] XX [29] 回复 [0]
  6. 3002094

    racetrack 最早见于报端是2008年,距离至今已经7年了,IBM的冷饭还是倒了吧,现在都打算上3D存储,几年后128TB的SSD都造出来了

    https://en.wikipedia.org/wiki/Racetrack_memory

  7. 3002196

    泽字节啊!一下续了一泽秒

  8. 3005924

    这不就是磁带

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