Теги → запах
Быстрый переход

Редкоземельные элементы могут приоткрыть дверь к сверхплотной магнитной записи

Металлорганические соединения в виде так называемых сэндвичевых соединений (sandwich compounds) плохо изучены, но могут привести к прорыву как на пути к более плотной магнитной записи, так и на пути к новым дисплейным технологиям. Это неизвестный, но многообещающий путь, зелёный свет которому дал центральный орган содействия научным исследованиям в Германии — Немецкое научно-исследовательское общество (DFG).

Молекула ферроцена — одно из наиболее известных металлоорганических соединений, представитель класса сэндвичевых соединений

Молекула ферроцена — одно из наиболее известных металлоорганических соединений, представитель класса сэндвичевых соединений

В рамках финансирования научных проектов в Германии обществом DFG есть Фонд Райнхарта Козеллека (Reinhart Koselleck Projects). Этот фонд вкладывает деньги в проекты с высочайшей степенью риска с точки зрения гарантии получения практических результатов. Например, в 2019 году фонд профинансировал только восемь проектов. В этом году деньги в размере 500 тыс. евро были выделены Фондом Райнхарта Козеллека на изучение сэндвичевых соединений на основе редкоземельных элементов, что станет первым в мире подобным исследованием.

Сэндвичевые соединения условно состоят из атома металла, заключённого (захваченного) между двумя кольцевыми структурами. Фактически это бутерброд размером с молекулу. Вернее, это и есть молекула. В зависимости от кольцевой структуры в составе сэндвича и задействованного металла свойства соединения могут очень и очень сильно отличаться. Магнитные и люминесцентные свойства редкоземельных элементов намекают на возможность сверхплотной записи, где каждый бит может быть записан в область размером с молекулу, и на появление дисплеев с немыслимым доселе разрешением.

Схематическое изображение сэндвичевого соединенния (KIT)

Схематическое изображение сэндвичевого соединения (KIT)

Впрочем, сейчас перед немецкими учёными из Карлсруэского технологического института (KIT) поставлена задача изучить влияние состава и размера кольцевых структур в сэндвичевых соединениях на свойства соединений. Иначе говоря, пока только понять, как меняются физические свойства соединений в зависимости от ряда переменных параметров в их составе. Но акцент, повторимся, будет делаться на магнетизм и люминесценцию. Добавим, проект рассчитан на пять лет, и он не ставит перед собой обязательное достижение практического результата за этот отрезок времени.

Для записи данных Fujitsu вернёт популярность магнитным лентам

Для хранения архивов данных компания Fujitsu собирается вернуть накопители на магнитных лентах в качестве альтернативы жёстким дискам. Стоимость хранения на лентах ниже, чем на HDD, но ленты не дают высокой скорости доступа в режимах случайного чтения. Новая технология Fujitsu исправила этот недостаток и повысила скорость чтения с лент в 4 раза.

В последние два десятка лет ленточные картриджи используются в основном для создания резервных копий данных. Пользоваться лентами как средством для ведения текущих архивов крайне неудобно, поскольку к файлам на ленте затруднён случайный доступ, хотя с линейным чтением проблем со скоростью не возникает. Если устранить низкую скорость чтения с ленты в режиме случайного доступа, то ленты и картриджи могут стать удобными инструментами для ведения архивов в наш и грядущий век информационного цунами.

В компании Fujitsu удалось разработать технологию, которая в 4,1 раза повышает скорость считывания данных с магнитных лент.

Во-первых, Fujitsu доработала ленточную файловую систему LTFS. В новом виде LTFS представляет для пользователя интегрированную файловую систему, которая объединяет несколько картриджей в один виртуальный картридж. При обращении к данным пользователю не нужно знать, на каком физическом картридже находятся нужные ему файлы.

Во-вторых, поскольку логические и физические адреса файла на ленте могут значительно отличаться, Fujitsu разработала механизмы сортировки запросов на чтение, которые позволяют загружать ближайшие физически расположенные на ленте файлы, не обращая внимание на порядок запросов с логической адресацией. Точнее, не выставляя логическую адресацию в приоритетное положение. Механизм запроса доступа с физическим местоположением сложен и требует периодической инициализации считывающих магнитных головок, но он себя оправдывает.

В-третьих, обновлённая файловая система LTFS поддерживает функцию объединения нескольких файлов. Для этого небольшие файлы сливаются в один большой файл, что упрощает индексацию и не снижает производительность при чтении многих мелких файлов. Файловая система позволяет виртуально работать с мелкими файлами и даже удалять их не обращаясь к ленте, но на уровне привода считывает их как один цельный файл.

Для количественной оценки новой технологии Fujitsu создала иерархическую систему хранения для жестких дисков и магнитных лент с использованием открытого ПО Ceph распределенного хранения данных. Эксперимент показал, что случайное считывание с магнитной ленты обычным способом 100 файлов из 50 000 отдельных файлов размером 100 Мбайт составило 5400 секунд. Новая технология справилась с этой операцией за 1300 секунд или в 4,1 раза быстрее.

Кроме того, если обычному методу требовалось 2,5 секунды для перемещения 256 отдельных файлов размером 1 Мбайт с жестких дисков на магнитную ленту, то новая технология переместила данные за 1,3 секунды, что в 1,9 раза быстрее, чем традиционным методом.

Новая технология увеличивает скорость доступа к ленте, в том числе, поднимает производительность случайного чтения и записи различного размера в архивных приложениях. Как ожидается, это обеспечит экономически эффективную инфраструктуру архивирования данных для долгосрочного хранения больших объемов информации. Коммерческую эксплуатацию данной технологии компания Fujitsu рассчитывает начать через три года.

В приложении Google Phone может появиться функция записи телефонных разговоров

Google Phone представляет собой приложение для набора номеров, которое предустанавливается на фирменные смартфоны Pixel, аппараты, выпускаемые в рамках программы Android One, а также на некоторые модели Xiaomi, продаваемые на территории Европы. По сообщениям сетевых источников, в скором времени Google Phone может получить возможность записи телефонных звонков, что сделает его более привлекательным для пользователей.

Упоминание функции записи звонков было обнаружено в коде новой версии Google Phone 43.0.289191107, которая недавно стала доступна для пользователей смартфонов Pixel 4. Новый ярлык, а также некоторые другие ресурсы, имеющие отношение к записи звонков, выявили энтузиасты, которые и поспешили сообщить о своей находке.

Напомним, запись звонков была доступна в версиях программной платформы Google до Android Pie, после выхода которой разработчики закрыли обходные пути, использование которых позволяло фиксировать переговоры. Поскольку Google не предоставляет официальный API для записи звонков с момента выхода Android Marshmallow, пользователям приходится полагаться на решения сторонних разработчиков. В настоящее время пользователям Android, которым требуется записывать звонки по личным или деловым причинам, приходится устанавливать дополнительные приложения, позволяющие делать это.

Стоит отметить, что упоминание новых функций в коде приложения ещё не означает, что они будут введены разработчиками в эксплуатацию в ближайшее время. Появление упомянутого ранее кода не проливает свет на то, когда функция записи звонков станет доступна широким массам пользователей и каким образом она будет реализована.

В целях безопасности Uber будет вести аудиозапись в салоне такси

Компания Uber намерена использовать функцию аудиозаписи в собственных такси для обеспечения безопасности пассажиров и водителей. В следующем месяце данная функция будет тестироваться в Мексике и Бразилии, а позднее её запустят в США. Не исключено, что в дальнейшем компания будет записывать происходящее внутри такси во всех странах, где работает сервис Uber.

Водители могут настроить функцию автоматической записи всех поездок, тогда как пассажирам придётся активировать её с помощью инструмента безопасности в мобильном приложении перед поездкой. Неясно, нужно ли будет делать это перед каждой поездкой или внесённые изменения сохранятся. В любом случае, водители и пассажиры будут уведомлены о том, что в салоне ведётся запись звука. В компании говорят, что водитель и пассажир получат общее уведомление, а приложение запросит разрешение на доступ к микрофону смартфона.

Сохранённые записи могут пересылаться в службу поддержки клиентов Uber, когда возникают какие-либо непредвиденные ситуации. Кроме того, записи будут какое-то время храниться на случай, если пользователь решит сообщить о произошедшем инциденте позднее. Записи будут храниться в зашифрованном виде, поэтому пользователи не смогут получить к ним доступ. Однако ранее в сети Интернет появлялось сообщение о том, что к сделанным в такси записям будут иметь доступ правоохранительные органы, по крайней мере на этапе тестирования в Мексике и Бразилии.  

Новая функция может привести к появлению разного рода проблем, связанных с конфиденциальностью данных. К примеру, в некоторых штатах США действует закон о прослушивании телефонных разговоров, который запрещает записывать людей без согласия на то всех сторон, принимающих участие в разговоре. Исполнять этот закон ещё сложнее, когда в салоне авто находится несколько пассажиров. В компании говорят о том, что в настоящее время эти вопросы прорабатываются.

Microsoft записала фильм «Супермен» на куске стекла

Компания Microsoft продемонстрировала возможности проекта Project Silica, записав для киностудии Warner Bros. культовый фильм «Супермен» 1978 года на куске стекла 75 × 75 × 2 мм, на котором можно хранить до 75,6 Гбайт данных (включая код коррекции ошибок).

Концепция Project Silica от Microsoft Research использует последние открытия в области сверхбыстрой лазерной оптики и искусственного интеллекта для хранения данных в кварцевом стекле. С помощью лазера данные кодируются в стекле, создавая слои трёхмерных наноразмерных решеток и деформаций на разных глубинах и под разными углами. Для декодирования созданных в стекле узоров применяются алгоритмы машинного обучения.

На жёстких дисках информацию можно хранить 3–5 лет, магнитная лента может износиться через 5–7 лет, CD, при условии правильного хранения, способен продержаться 1–2 столетия. Проект Project Silica нацелен на создание носителей, рассчитанных на длительное хранение данных, как «в коробке», так и вне её. Фемтосекундные лазеры с ультракороткими оптическими импульсами изменяют структуру стекла, поэтому данные могут сохраняться веками. К тому же кварцевое стекло может без проблем выдерживать чуть ли не любые воздействия, включая кипячение в воде, нагревание в духовке и микроволновой печи, мытьё и чистку, размагничивание и т. д.

«Запись целого фильма «Супермен» на стекло и его успешное считывание — это важная веха, — заявил Марк Руссинович, технический директор Microsoft Azure. — Я не утверждаю, что мы получили ответы на все вопросы, но похоже, что мы перешли на тот этап, когда уже можно заниматься совершенствованием и экспериментами, а не спрашивать: можем ли мы это сделать?».

Исследователи из Google учат ИИ распознавать запахи

В отличие от определения цветов, которые легко идентифицируются по длине волны, определение запахов по молекулам отличается крайней неоднозначностью. Часто даже два человека могут один и тот же аромат описать по-разному. А ведь в строении молекул есть ещё так называемые хиральные пары, когда все связи и строения атомов одинаковые и отличаются только зеркальным отражением друг друга, например, тмин и мята, ароматы которых совершенно не совпадают при одинаковом строении на атомарном уровне. Человек отличит эту тонкость, а как научить этому ИИ? Но ведь это не остановит учёных?

Westend61, Getty Images

Westend61, Getty Images

Исследователи из Google задались целью научить ИИ распознавать запахи по молекулярному строению веществ. Из примерно 5000 молекул с известным описанием ароматов в таких терминах, как «маслянистый», «тропический», «слабый» и так далее, для обучения ИИ была сделана выборка на 2/3 из исходных данных. Глубокое машинное обучение проводилось на такой свёрточной нейросети, как GNN (graph neural network). На основе полученной модели искусственному интеллекту были предложены оставшиеся молекулы, которые система смогла более-менее успешно идентифицировать самостоятельно.

В компании Google не испытывают иллюзий по поводу скорого появления ИИ-платформ для точного определения запахов. Это очень сложная для решения проблема. Например, у человека для этого в носу расположено свыше 400 типов рецепторов, а ведь ещё различать запахи мы учимся с рождения. Но решение проблемы с определением ароматов манит широкими перспективами: от оцифровки с возможностью компьютерного синтеза запахов до возвращения чувствительности к ароматам людям, лишённых этой роскоши по тем или иным причинам.

Работы в этом направлении ведутся во многих странах мира. Россия также вовлечена в процесс создания «электронного носа» и решений для идентификации запахов. В Google надеются, что научное сообщество сможет обмениваться самыми современными моделями и наборами данных для продвижения по пути цифрового распознавания ароматов.

ДНК не актуальна: учёные представили цифровой молекулярный носитель с увеличенной плотностью

Группа учёных их Университета Брауна в штате Род-Айленд доказала на опыте новую возможность записывать данные на молекулярные носители. До сих пор все эксперименты по хранению цифровых данных на молекулярном уровне в основном опирались на работу с ДНК. Молекулы ДНК природой предназначены для хранения и переноса биологической информации, которую человек может использовать для кодирования в своих нуждах. Но даже такой носитель, считают аналитики, не поможет человечеству справиться с гигантским ростом данных в следующие 20 лет.

На спонсорские средства Агентства DARPA исследователи из Университета Брауна для записи и считывания информации использовали так называемые метаболиты. Это промежуточные или конечные продукты обмена веществ живых организмов ― молекулы очень маленьких размеров. Таких молекул достаточно много, чтобы смеси из них представляли необходимые для кодирования двоичной информации множества. Например, в поставленном эксперименте учёные смогли создать 6-битные и 12-битные «ячейки» памяти. В целом 0 и 1 записываются как набор тех или иных метаболитов, что позволяет так же уверенно считывать и декодировать двоичный код в удобочитаемые данные.

Что касается самого эксперимента, то в опыте исследователи преобразовали 2-Кбайт картинку в последовательность заданных смесей метаболитов. Наноразмерные капли смесей были нанесены роботом на металлическую пластинку и затем высушены. Затем полученная таким образом твёрдая копия кода была прочитана масс-спектрометром. Научный прибор извлёк из каждого следа капли информацию о содержащихся в нём молекулах метаболитов, а дальше осталась сущая ерунда: представить смеси в двоичном коде и восстановить изображение. Точность восстановления составила 98 %, что можно считать полным успехом.

Но и это не всё. Некоторые метаболиты взаимодействуют друг с другом, и на выходе получается третий продукт. С одной стороны ― это ведёт к ошибкам, которые необходимо корректировать. Но с другой стороны ― это возможность производить операции над данными в ячейках молекулярной памяти. Проще говоря, появляется возможность создать химический (биологический) процессор для обработки данных. Какой небольшой шаг вперёд, и какие открываются горизонты!

Скирмионы могут обеспечить многоуровневую магнитную запись

Мельчайшие магнитные вихревые структуры скирмионы (названы так в честь британского физика-теоретика Тони Скирми (Tony Skyrme), предсказавшего эту структуру в 60-х годах прошлого века) обещают стать основой магнитной памяти будущего. Это топологически устойчивые магнитные образования, которые можно возбуждать в магнитных плёнках, а затем считывать их состояние. При этом запись и чтение происходят с использованием спиновых токов ― с помощью переноса момента вращения спина электронов. Это означает, что запись и чтение могут осуществляться предельно малыми токами. Также на поддержку магнитного вихря не требуется постоянного подвода питания, что ведёт к экономичной энергонезависимой памяти.

Условное изображение магнитного вихря, известного как скирмион (Nanoscale / Royal Society of Chemistry)

Условное изображение магнитного вихря, известного как скирмион (Nanoscale / Royal Society of Chemistry)

За последние несколько лет учёные в России и за рубежом пристально изучают поведение скирмионов и небезосновательно полагают, что эти структуры помогут значительно увеличить плотность магнитной записи. Более того, недавно британские и американские учёные нашли способ, каким образом можно в разы увеличить плотность записи с использованием скирмионов без особенных сложностей в виде уменьшения диаметра вихревых структур, что может привести к скорейшему воплощению научной мысли в коммерческий продукт.

Компьютерная модель «мешка скирмионов» (Бирмингемский университет)

Компьютерная модель «мешка скирмионов» (Бирмингемский университет)

Вместо традиционной двоичной записи, где 1 и 0 будет скирмион или его отсутствие, учёные из Бирмингемского университета, Бристоля и Колорадского университета в Боулдере представили комбинированную вихревую структуру, которую они назвали «мешком скирмионов» (skyrmion bag). Несомненно, «мешок» со скирмионами лучше, чем одиночный скирмион. Число скирмионов в мешке может быть любым, что позволит присвоить ему больше значений, чем 0 или 1. Это прямой путь к увеличению плотности записи. В определённой степени это сравнимо с многоуровневой записью в ячейку NAND-флеш. Нет нужды лишний раз напоминать, насколько быстро стал расширяться рынок флеш-накопителей после начала массового производства памяти NAND TLC с записью трёх бит в каждую ячейку.

Этапы воссоздания «мешка скирмионов» (Nature Physics)

Этапы воссоздания «мешка скирмионов» (Nature Physics)

Создание структуры «мешка скирмионов» учёные из Англии представили в виде абстрактной модели и воспроизвели явление в программе-симуляторе. Их американские коллеги воспроизвели явление на практике, хотя для запуска вихревых структур использовали жидкие кристаллы, а не магнитные структуры. Жидкие кристаллы, как известно, управляются магнитным полем, что позволяет использовать их для постановочных экспериментов для визуализации магнитных явлений. Ждём переноса экспериментов на магнитные плёнки.

В PlayStation Network наконец можно сменить идентификатор учётной записи

Что если вы не очень хорошо подумали при создании своей учётной записи, а заводить новую ради другого идентификатора не хочется? Sony наконец-то предложила решение — теперь (точнее, с завтрашнего дня) в PlayStation Network можно просто изменить свой сетевой идентификатор. Причём бесплатно — по крайней мере, первый раз.

Чтобы начать новую жизнь под новой «вывеской» в PSN, нужно сделать несколько простых шагов.

  • На PlayStation 4: перейти в «Настройки», выбрать «Управление учетной записью» — «Данные учётной записи» — «Профиль» — «Сетевой идентификатор», затем ввести новый сетевой идентификатор и следовать инструкциям на экране.
  • Через веб-браузер: войти в учётную запись PlayStation Network и выбрать профиль PSN в меню, нажать кнопку «Редактировать» рядом с сетевым идентификатором, ввести новый и следовать инструкциям на экране.

Sony предоставит игрокам новый шанс, но главное — не повторять прежних ошибок снова. Впрочем, любые ограничения на повторное использование функции отсутствуют. Последующая смена идентификатора обойдётся в 499 рублей, а для подписчиков PlayStation Plus — в 249 рублей.

В случае, если возникли проблемы при смене цифровой личности или, всегда можно вернуться к старым идентификаторам. К слову, обратный переход бесплатен на любой из прежде использовавшихся и незаблокированных идентификаторов, которые навсегда закрепляются за определённым пользователем.

Все игры для PS4, выпущенные после 1 апреля 2018 года, должны поддерживать эту возможность (PS3 и PS Vita не в счёт). Тем не менее, Sony не может гарантировать полную совместимость и для пущей уверенности предлагает ознакомиться со списком проверенных игр. Среди потенциальных проблем, с которыми могут столкнуться пользователи на непроверенных играх, указываются:

  • предыдущие сетевые идентификаторы могут остаться видимыми для пользователя и других игроков в некоторых разделах игры;
  • можно потерять данные о прохождении этих игр, включая сохранения, данные списков лидеров и данные о призах;
  • некоторые компоненты игр и приложений могут работать неправильно, как в сети, так и вне её;
  • можно потерять доступ к имевшимся материалам (включая платные), в том числе к дополнениям и виртуальной валюте.

Сетевой идентификатор у детских учётных записей изменить нельзя — придётся повзрослеть, прежде чем избавиться от порядком поднадоевшего никнейма.

При выборе нового сетевого идентификатора можно сохранить отображение прежнего в профиле в течение 30 дней, чтобы друзья успели заметить переименование.

В нанопроцессорах транзисторы могут быть заменены магнитными вентилями

Группа исследователей из Института Пауля Шеррера (Филлиген, Швейцария) и Швейцарской высшей технической школы Цюриха исследовала и подтвердила работу интересного феномена магнетизма на атомарном уровне. Нетипичное поведение магнитов на уровне нанометровых кластеров предсказал ещё 60 лет назад советский и американский физик Игорь Ехиельевич Дзялошинский. Исследователи из Швейцарии смогли создать такие структуры и теперь пророчат им светлое будущее не только в качестве решений для хранения данных, но также, что очень необычно, как замену транзисторам в процессорах с наномасштабными элементами.

Colourbox

Colourbox

В нашем мире стрелка компаса всегда указывает на север, что даёт возможность узнать направление на восток и на запад. Разнополярные магниты притягиваются, а однополярные отталкиваются. В микромире масштаба нескольких атомов в определённых условиях магнитные процессы происходят иначе. При ближнем взаимодействии атомов кобальта, например, соседние области намагниченности рядом с ориентированными на север атомами ориентируются на запад. Если ориентация изменится на южную, то атомы в соседней области изменят ориентацию намагниченности в направлении востока. Что важно, управляющие атомы и атомы ведомые расположены в одной плоскости. Раньше подобный эффект наблюдался только у вертикально расположенных атомных структур (друг над другом). Расположение управляющих и управляемых участков в одной плоскости открывает путь к проектированию вычислительных и запоминающих архитектур.

Изменять направление намагниченности управляющего слоя можно как электромагнитным полем, так и с помощью тока. С помощью таких же принципов происходит управление транзисторами. Только в случае наномагнитов архитектура может получить толчок к развитию как по производительности, так и по экономии потребления и по уменьшению площади решений (уменьшение масштаба техпроцесса). Вентилями в данном случае будут работать связанные зоны намагниченности, управляемые переключением намагниченности основных зон.

Paul Scherrer Institute/Zhaochu Luo

Paul Scherrer Institute/Zhaochu Luo

Феномен связанной намагниченности был выявлен в особенной конструкции массива. Для этого слой кобальта толщиной 1,6 нм был окружён сверху и снизу подложками: снизу из платины, а сверху из оксида алюминия (на картинке он не показан). Без этого связанной намагниченности север-запад и юг-восток не происходило. Также обнаруженный феномен может привести к появлению синтетических антиферромагнетиков, это тоже может открыть путь к новым технологиям для записи данных.

Скоро выйдет 18-Тбайт жёсткий диск Toshiba с технологией MAMR

Японская компания Showa Denko (SDK) раскрыла секрет. Как сообщается в пресс-релизе SDK, её клиент, компания Toshiba, готовит к выпуску в этом году первый в мире 18-Тбайт 3,5-дюймовый жёсткий диск. Более того, этот накопитель будет опираться на классическую перпендикулярную запись без использования так называемой «черепичной» технологии SMR (Shingled Magnetic Recording) с частичным перекрытием дорожек. Иначе говоря, суперъёмкая новинка не будет терять производительность на операциях записи.

Источник микроволнового излучения компактен и интегрируется в записывающую головку (WDC)

Источник микроволнового излучения компактен и интегрируется в записывающую головку (WDC)

Другим сюрпризом стало то, что Toshiba для производства 18-Тбайт HDD задействует технологию MAMR (Microwave Assisted Magnetic Recording). Это технология магнитной записи со вспомогательным микроволновым излучением, о которой мы чуть подробнее рассказывали здесь. До сих пор считалось, что первой компанией, которая выпустит на рынок жёсткие диски с поддержкой MAMR, будет Western Digital. Оказалось, Toshiba движется в этом направлении ещё быстрее. Из этого следует, что компании будут соревноваться, что сулит обострение конкуренции и скорейшее снижение цен на новинки.

Шридхар Чатрадхи (Sridhar Chatradhi), директор технологической группы WD, демонстрирует диск с технологией MAMR (EE Times)

Шридхар Чатрадхи (Sridhar Chatradhi), директор технологической группы WD, демонстрирует диск с технологией MAMR (EE Times)

Первые пластины для накопителей с поддержкой MAMR компания Showa Denko выпускает ёмкостью 2 Тбайт. Очевидно, что в составе 18-Тбайт жёсткого диска их будет 9 штук ― этот рекорд пока не побила ни Seagate, ни WDC. Магнитные пластины с поддержкой MAMR будут из алюминия. Компания Hoya, например, выпускает пластины из стекла, которые будут поддерживать другую технологию записи с поддержкой ― HAMR (с локальным разогревом магнитного слоя). И если Hoya пока не обещает выпуск магнитных пластин с поддержкой MAMR (для Western Digital и Toshiba), то Showa Denko обещает вскоре начать поставки пластин HAMR (для Seagate).

Маска FeelReal позволит понюхать объекты в виртуальной реальности

Команда FeelReal представила одноимённое устройство, которое обещает вывести погружения в виртуальную реальность (VR) на качественно новый уровень.

Гаджет представляет собой специальную маску, которая прикрепляется к нижней части VR-шлема. Говорится о совместимости с гарнитурами Samsung Gear VR, Oculus Rift, Oculus Go, HTC Vive и PlayStation VR.

Главная задача FeelReal — создание реалистичных ощущений в соответствии с происходящими в виртуальном мире событиями. В частности, устройство способно генерировать различные запахи благодаря картриджу с девятью аромакапсулами. Утверждается, что могут воспроизводиться более 250 запахов — от аромата кофе до смрада горящей резины.

Интегрированные вибромоторы создают тактильную обратную связь. Предусмотрены микронагреватели и микрокулеры для имитации различной температуры. Наконец, специальная система воссоздаёт ощущения от попадания на лицо мороси.

Для получения управляющих команд маска FeelReal использует беспроводную связь Bluetooth. Создатели предложат разработчикам специальный плагин, при помощи которого поддержку устройства можно будет интегрировать в игры и другие программные продукты.

О возможных сроках появления маски в продаже и её цене ничего не сообщается. В скором времени команда FeelReal планирует организовать краудфандинговую кампанию по сбору средств на выпуск новинки. 

Российские физики смоделировали ячейку магнитной памяти нового типа

В рамках проекта «5-100», участниками которого является 21 университет (это проект с господдержкой для повышения конкурентоспособности российских образовательных центров), учёные из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) сообщили о моделировании ячейки магнитной компьютерной памяти нового типа. Предложенная ячейка магнитной памяти работает на спиновом токе и отличается от всех коммерческих видов современной памяти.

Условное изображение магнитного вихря, известного как скирмион (Nanoscale / Royal Society of Chemistry)

Условное изображение магнитного вихря, известного как скирмион (Nanoscale / Royal Society of Chemistry)

Спиновый ток от обычного тока на заряжённых частицах (электронах) отличается тем, что перенос намагниченности происходит без переноса заряда. По сходному принципу работает память MRAM с эффектом переноса спина (STT-MRAM). Но в случае MRAM меняется намагниченность всего рабочего слоя ячейки, который довольно большой, отчего нельзя радикально повысить плотность записи MRAM. Физики ДВФУ в качестве элемента для хранения данных (для удержания намагниченности) воссоздали самостоятельный элемент скирмион. Мы уже рассказывали о таком физическом явлении как скирмион. Это магнитная вихревая структура наноразмерного уровня, направление магнитной оси индивидуальных атомов в которой меняется по мере удаления от центра вплоть до полной противоположности.

Более того, российские физики представили улучшенный скирмион — скирмиониум. В обоих случаях — это топологически устойчивые вихревые участки намагниченности, которые возможно с небольшими энергетическими затратами возбудить в ферромагнетике с помощью спинового тока. При этом вихревые образования стабильны, не размагничиваются и не требуют энергии для сохранения данных. Скирмиониум от скирмиона отличается более устойчивой структурой, например, на него практически не действует сила Магнуса, что предотвращает спонтанное размагничивание.

Зарождение скирмиониума с помощью спин-орбитальной передачи вращательного момета ()

Зарождение скирмиониума с помощью спин-орбитальной передачи вращательного момента (иллюстрация Scientific Reports)

Физики из ДВФУ смоделировали скирмион радиусом 2 нм и скирмиониум радиусом 15 нм. В первом случае можно говорить о плотности записи 50 Тбит/дюйм2, во втором — 1 Тбит/дюйм2. В последнем случае это — примерная плотность записи на современных магнитных пластинах с перпендикулярной записью с использованием «черепичной» технологии SMR, что не очень интересно для промышленного использования, так что учёным есть над чем поработать.

Что касается скорости записи, то на моделях она достигает 700 пикосекунд или, в пересчёте на более понятные цифры, 170 Мбайт/с для восьмибитовой «скирмионовой» ячейки. Чем больше ячеек, тем скорость записи будет выше, но пока говорить о практической стороне вопроса сильно преждевременно.

Трековая (беговая) память в представлении IBM

Трековая (беговая) память в представлении IBM

Новая память, кстати, получила название беговой. Подобную память под кодовым именем racetrack memory с 2008 года разрабатывает компания IBM. Идея в том, чтобы данные перемещались по носителю под воздействием синхроимпульсов без использования какой-либо механики. Скирмионы как раз позволяют реализовать подобную схему работы. Подробно о проделанной работе физики из ДВФУ рассказали в публикации на сайте Scientific Reports.

Доказана возможность уплотнить запись на жёстких дисках до размеров одного атома

Физики из федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL), расположенной в Швейцарии, опубликовали исследования, в которых доказана возможность уплотнить запись на жёстких дисках или магнитных лентах до размеров одного атома. Это открывает небывалые перспективы перед «классическими» накопителями. Увы, твердотельная память и SSD не могут справиться с тем растущим потоком данных, который необходимо хранить каждый день. По самым скромным оценкам, ежедневный прирост информации приближается к 15 млн гигабайт. Запись информации на уровне одиночного атома стала бы настоящей находкой, с возможностью радикально увеличить плотность размещения информации на магнитных носителях.

Слева изображение со сканирующего туннельного микроскопа, справа вспомогательные атомы кобальта на подложке их оксида марганца (EPFL)

Слева изображение со сканирующего туннельного микроскопа (одноатомный гольмиевый магнит), справа вспомогательные атомы кобальта на подложке из оксида магния (EPFL)

Активнее других разработками на направлении одноатомной записи занимаются физики из Лозанны. На базе лабораторий EPFL ведутся фундаментальные исследования, которые подтверждают, что одноатомная запись больше не является фантастикой. Впрочем, до реального использования она тоже далека. Основной проблемой записи на уровне одиночного атома остаётся остаточная намагниченность. Из-за неё остаётся большая вероятность изменения направления магнитного поля атома под воздействием случайного внешнего поля или в случае температурных скачков. Физики доказали, что существуют материалы и состояния, когда магнитное поле одиночных атомов остаётся стабильным. Иначе говоря, данные после записи не теряются.

В ходе эксперимента использовалась подложка из оксида магния, которая абсорбировала в себя пары из атомов гольмия и вспомогательных атомов кобальта. «Битами» выступали атомы гольмия. С помощью наблюдения через сканирующий туннельный микроскоп учёные убедились, что сильное магнитное поле, как и нагрев не привели к потере «информации» — не изменили намагниченность атомов гольмия. Тем самым на практике подтверждена бистабильность одноатомной записи. По мнению учёных, это может стать последним элементом головоломки для дальнейшей коммерциализации одноатомной записи.

Доказательство бистабильности атомов гольмия (EPFL)

Доказательство бистабильности атомов гольмия (EPFL)

Добавим, что эксперимент выявил способность атомов гольмия оставаться стабильными во внешнем магнитном поле силой, превышающей 8 тесла. С нагревом сложнее. Для записи и считывания данных на уровне одного атома необходимо опираться на квантовые механизмы. Это предполагает экстремально низкие температуры. Намагниченность атомов гольмия оставалась стабильной до температуры 35 К, но уже при нагреве до 45 К (–233,15 °C) атомы начинали спонтанно менять намагниченность в соответствии с направлением внешнего магнитного поля. На следующем этапе учёные намерены решить три ключевых вопроса по одноатомной записи: стабильность, запись и сигнально-шумовые характеристики процессов.

Сделан шаг к памяти будущего: воспроизведён магнитный вихрь (скирмион) размерами 13 нм

Скирмионы или мельчайшие магнитные вихревые структуры, направление магнитной оси индивидуальных атомов в которых меняется по мере удаления от центра вплоть до полной противоположности, интересуют учёных не первый год. Скирмион как устойчивая структура может служить единицей для записи данных на магнитном носителе. Главная особенность скирмиона заключается в возможности воспроизвести его в магнитном материале с меньшими энергетическими затратами, чем в случае изменения намагниченности обычного домена на магнитном носителе жёсткого диска. Происходит это благодаря тому, что векторы атомов в магнитном вихре уже частично и даже полностью развёрнуты в нужную сторону, тогда как в обычном случае приходится менять направление намагниченности на полностью противоположное.

Условное изображение магнитнго вихря, известного как скирмион (Nanoscale / Royal Society of Chemistry)

Условное изображение магнитного вихря, известного как скирмион (Nanoscale / Royal Society of Chemistry)

Очевидно, что подобные качества скирмионов заставляют задуматься об использовании мельчайших магнитных вихрей в качестве основы для памяти будущего. Остаётся решить вопросы масштабирования, подобрать материалы и создать условия для формирования устойчивых вихревых структур при комнатных температурах. Что-то из этого решено, пусть частично, что-то требуется решить. Так, учёные из Университета Небраски-Линкольна (University of Nebraska–Lincoln) смогли закрутить магнитную спираль скирмиона диаметром всего 13 нм. До этого рекордом считался 50-нм скирмион, и дальше дело не шло. Материалом, на котором создан мельчайший магнитный вихрь, остаётся моносилицид марганца (MnSi). Температура, при котором скирмион оставался стабильным, составила −230 °C.

Трековая память в представлении IBM

Трековая память в представлении IBM

Интересным явлением также считается возможность перемещения скирмион с помощью электрических имульсов. Это открывает путь к так называемой трековой памяти, когда данные хранятся и считываются с наномасштабных нитей. В магнитной нити или треке электрический ток способен передавать вихревое состояние (скирмион) от одной группы атомов к другой. Это очевидным образом открывает возможность создания магнитных носителей без механически движущихся частей. Иначе говоря, с высочайшей и недоступной механическим конструкциям надёжностью. Перспективной, например, считается разработка треков шириной около 20 нм. Опыты группы учёных из Университета Небраски-Линкольна приближают создание подобных систем хранения данных.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥