Dataligence - Les périphériques de stockage - perspectives dans des technologies non-optiques


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Perspectives dans des technologies non-optiques

Stockage à résolution atomique

Les périphériques de stockage basés sur un disque en rotation ont encore de beaux jours devant eux : les disques durs ont encore une bonne marge de progression, malgré la limite qu'imposera, tôt ou tard, l'effet superparamagnétique, et les disques optiques, comme nous l'avons vu précédemment, promettent des capacités impressionnantes dans l'avenir. Mais ces systèmes sont gourmands en énergie, et il faudra envisager des solutions de stockage performantes totalement différentes pour des systèmes miniatures, comme les montres ou les téléphones. L'industrie spatiale a également intérêt à utiliser des solutions de stockage de petite taille et peu gourmandes en électricité, dans la mesure où la place disponible et la consommation électrique sont des critères primordiaux dans les vaisseaux spatiaux.

Avec cet objectif en ligne de mire, des chercheurs de Hewlett-Packard travaillent depuis un certain nombre d'années sur un programme appelé ARS, ou Atomic Resolution Storage (Stockage à résolution atomique) afin de développer un dispositif de stockage ayant une densité surfacique supérieure à 1 000 Gbits/in² s'appuyant sur les progrès en microscopie à sonde atomique. Son principe est le suivant: une pointe microscopique survole la surface d'un matériau pour former des images d'une précision de quelques nanomètres. Le système étudié par HP utilise un réseau de pointes pour lire et écrire les données, tandis qu'un micro-actionneur déplace le support sous les pointes. Le matériau d'enregistrement des données présente deux états physiques différents: l'une des phases est amorphe, l'autre cristalline. Les bits sont inscrits sur ce support par un chauffage qui provoque le passage d'un état à l'autre. Il s'agit donc d'une technologie à changement de phase, similaire dans son principe général à la technologie utilisée pour les CD-RW, mais la comparaison s'arrête là. Car ici, il s'agit d'un faisceau d'électrons qui est projeté sur le matériau lors de l'application de la tension électrique. Le faisceau doit être puissant quand il chauffe les points de données du support, afin d'écrire ou d'effacer les informations, et doit être plus faible quand il lit les informations en détectant la résistance des points de données. On envisage aussi des techniques de lecture optique à "champ lointain", où la pointe est à environ 1 000 nm (1 µm) du support de mémoire.

La technologie de stockage à résolution atomique se heurte à d'autres difficultés: d'une part, les micro-actionneurs devront avoir une précision de l'ordre du nanomètre, et d'autre part les éléments mobiles de ces appareils devront fonctionner sous vide, ou dans une atmosphère contrôlée, afin de réduire la dispersion des électrons émis par les pointes.

Cette technologie est activement développée par un groupe de chercheurs de Hewlett-Packard, et bénéficie du soutien financier du Département de la Défense des Etats-Unis par l'intermédiaire de la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency).

Il ne faut pas s'attendre à la commercialisation de périphériques de stockage à résolution atomique avant cinq ans.

MRAM (Magnetic Random Access Memory)

La MRAM est une mémoire utilisant des charges magnétiques à la place de charges électriques. C'est une mémoire non-volatile, qui garde les données même lorsque l'ordinateur qui l'intègre est hors-tension.

Initialement mémoire vive, on peut envisager, à plus long terme, l'utilisation de la MRAM également comme mémoire de masse. Pour plus de détails sur la MRAM, vous pouvez lire cet article paru sur Dataligence.com. La MRAM doit être produite industriellement à partir de 2003/2004, en incréments de 256 Mo, comme mémoire vive. Son implémentation comme mémoire de masse est plus lointaine, mais le cas échéant, permettrait le démarrage instantané de l'ordinateur, le système d'exploitation étant immédiatement chargé à l'allumage.

Stockage magnétique assisté par la chaleur

L'Université Carnegie Mellon, Seagate, MEMS Optical, Inc., l'Université de l'Arizona, et d'autres organisations, étudient un autre moyen de contourner l'effet superparamagnétique, qui est amené à mettre fin tôt ou tard à l'évolution des disques durs en terme de densité surfacique.

Avec cette technologie, on vise une densité surfacique de 1 000 Gbits/in². Le stockage magnétique assisté par la chaleur utilise un laser pour chauffer un petit point sur le disque sur lequel des données doivent être écrites. Le fait de chauffer le point abaisse l'intensité du champ magnétique requis pour écrire sur ce point. Quand le point est chaud, la tête de lecture et d'écriture peut être utilisée pour enregistrer les données; et quand le point refroidit, les données sont stockées.

Ce procédé permet d'envisager des matériaux à très haute densité, mais sans les forts champs magnétiques habituellement nécessaires pour écrire les données.

Là encore, de nombreux obstacles se présentent: le procédé de fabrication de têtes minuscules incorporant un laser encore plus petit n'est pas encore au point, et le moyen de focaliser un faisceau laser sur un spot de 20 à 30 nm de diamètre reste à définir. Enfin, il faut trouver des lubrifiants qui puissent supporter des variations de températures importantes.