Niepokonane HDD

Były wiceprezes ds. badawczych w Seagate Technology, profesor Mark Kryder z Carnegie Mellon Univeristy, założyciel Data Storage System Center oraz jego student Chang Soo Kim przeprowadzili studium nt. przyszłości technologii przechowywania danych. W jego ramach przebadali 13 nieulotnych technologii przechowywania informacji, które są postrzegane jako możliwi następcy dysków twardych (HDD). Obaj specjaliści przeanalizowali rynkowe szanse badanych technologii, prawdopodobieństwo z jakim mogą zastąpić HDD oraz przyszłą cenę terabajta pojemności do roku 2020.

Najważniejszą konkluzją ich prac jest stwierdzenie, iż jest bardzo mało prawdopodobne, by jakiekolwiek urządzenia wykorzystujące pamięci nieulotne były w stanie w najbliższym dziesięcioleciu konkurować cenowo z HDD. Zdaniem naukowców "mapa drogowa" rozwoju technologii litograficznych (ITRS - International Technology Roadmap for Semiconductors) pokazuje, że w przyszłej dekadzie nie rozwiną się one na tyle, by zapewnić odpowiednio wysoką gęstość zapisu, co pozwoliłoby na obniżenie ceny technologii alternatywnych tak, by stały się one tańsze od HDD.

Największe szanse na konkurowanie z obecnymi dyskami mają technologie pozwalające na zapisanie wielu bitów w pojedynczej komórce oraz takie, które korzystają z pamięci zmiennofazowych (PCRAM) i STT-RAM.

W podsumowaniu swojej analizy, naukowcy stwierdzają: Przyjmując, że technologia HDD będzie rozwijała się w takim tempie, jak w przeszłości, w roku 2020 dwutalerzowy 2,5-calowy dysk twardy będzie w stanie przechowywać ponad 40 terabajtów danych, a jego cena wyniesie około 40 dolarów.

Na długo przed rokiem 2020 technologia pamięci flash osiągnie granicę, poza którą nie będzie można jej skalować. Istnieje obecnie duże zainteresowanie technologiami pamięci nieulotnych, które zastąpią flash i w przyszłości być może i HDD. W dokumencie tym porównaliśmy trzynaście z nich.

Uznając za najważniejszy czynnik gęstość zapisu oraz biorąc pod uwagę wydajność, najbardziej obiecujące wydają się technologie typu racetrack. Jednak zależą one od synchronicznego przemieszczania ścian domen w rejestrach, co już w przeszłości okazało się niepraktyczne i nadal jest dalekie od wdrożenia. Tym bardziej, że nad technologią tą nie pracuje odpowiednia liczba badaczy, którzy mogliby rozwiązać trapiące ją problemy.

Obiecująco duże gęstości zapisu można uzyskać w pamięciach korzystających z próbników, tym bardziej, że produkcja ich głowic nie jest mocno ograniczana przez rozwój technologii litograficznych. Z drugiej jednak strony, ich wydajność jest niższa niż wydajność innych technologii i, podobnie jak w pamięciach racetrack, są one dalekie od praktycznego zastosowania. Również nad nimi pracuje mało specjalistów.

Pamięci holograficzne mogą potencjalnie mieć wysoką gęstość przy niskich kosztach, jednak jak dotąd sprawdzają się tylko w zastosowaniach polegających na jednorazowym zapisie nośnika, a to zupełnie inny rynek.

Układy MRAM i FRAM należą do najdroższych, a ich koszt jest podobny do kości DRAM, dlatego też nie zastąpią układów flash czy dysków twardych. Pamięci polimerowe, molekularne i SEM (Single Electron Memory) charakteryzują się niską gęstością zapisu i krótkimi czasami przechowywania danych, co czyni je nieprzydatnymi w rozważanych zastosowaniach.

Z kolei kości typu NRAM wydają się być dobrymi kandydatami, jednak ich prognozowana gęstość, a co za tym idzie i koszt, nie są wystarczająco konkurencyjne. Produkty takie jak RRAM, CBRAM, STTRAM i PCRAM mają małe komórki i potencjalnie nadają się do przechowywania wielu bitów w pojedynczej komórce, dzięki czemu mogą w przyszłości konkurować z dyskami twardymi Wśród nich PCRAM są najbardziej dojrzałe i już trafiły na rynek, a STTRAM wydają się oferować najlepszą wydajność.

Mariusz Błoński