S materiálem „za hubičku“ počítače nic nezapomenou ani po vypnutí - iDNES.cz
Premium

Získejte všechny články
jen za 89 Kč/měsíc

S materiálem „za hubičku“ počítače nic nezapomenou ani po vypnutí

  0:30
Šest miliard dolarů ročně utratí údajně Spojené státy za elektřinu určenou k udržení údajů v paměti počítačů. Levnějšímu řešení jsou snad na stopě američtí a korejští vědci. Díky nim bychom jednou mohli mít v počítači velmi levné paměti.

Pracovní paměť počítače z dob, kdy 16 MB ještě něco znamenalo | foto: Profimedia.cz

Chtěli byste počítač, který okamžitě po stisku napájecího tlačítka naskočí do stavu, v jakém jste od něj odešli? To nejste sami. Ovšem na tomto problému se poměrně intenzivně pracuje.

Dokonce by se dala zařídit i příznivá cena. Zvláště, pokud se naplní naděje, kterou vzbuzuje výzkum vědců z univerzity v Illinois. Objevili údajně levnou sloučeninu do nového typu počítačových pamětí. Má udržet vaše data i bez proudu a je levnější než materiál dnešních pamětí.

Magnetický vytrvalec, elektrifikovaný sprinter

Pokud si dnes chcete do svého počítače zapsat informace na delší dobu, tak obvykle na pevný disk. Informace se na něj ukládají jako krátké úseky různé magnetické orientace. Jedničky a nuly jsou jako střelky kompasů mířící buď na jih nebo sever. Tento zápis vydrží víceméně trvale. Při běžných pracovních úkonech ovšem počítač využívá paměť RAM, kterou tvoří tranzistory v elektrickém okruhu. Pokud pamětí neprochází elektrický proud, všechny údaje z ní zmizí.

Nestálost pracovní paměti je stará bolístka. Kvůli ní je nutné čekat zdlouhavě na "naběhnutí" počítače (nebo chytrého telefonu). Existují sice už i trvalé typy pamětí, které by mohly sloužit jako RAM, ale vždy mají nějakou nevýhodu proti dnes používaným typům.

Feroelektrické krystaly při pohledu běžným mikroskopem

Nejblíže tomuto ideálu jsou typy používané v tzv. SSD discích či "fleškách", tedy flash paměti. Jako RAM paměti jsou však příliš pomalé, mají poměrně nízkou trvanlivost a především jsou dnes stále několikanásobně dražší než magnetické pevné disky.

Ale oba typy pamětí by mohla cenově porazit paměť, založená na práci týmu Samuela Stuppa ze Severovýchodní univerzity v Illinois (zveřejnili ji v časopise Nature). V jeho laboratoři vznikla organická molekula vhodná pro zápis informací. Není z drahého křemíků, ale hlavně z uhlíku a vodíku. Její výroba by také měla být jednoduchá: "Vezmete dvě molekuly, smícháte je, necháte narůst krystal a je hotovo," řekl Stupps serveru CEN.

Levné a náhodné

Látka podle vyjádření Stuppse pro časopis Science vznikla šťastnou náhodou. Jeden z jeho studentů, Alexander Shveyd, experimentoval se spojením molekul jisté uhlíkové sloučeniny do řetězce. Dlouho se mu nedařilo, ale nakonec uspěl s pomocí jihokorejského kolegy, který byl v laboratoři na stáži. Když se konečně dostala dvojice k cíli, zjistila, že vlastnosti molekulového řetězce předčí očekávání.

Vzniklá látka byla takzvaně feroelektrická. To znamená, že má i za běžných podmínek, když není v elektrickém poli, jedna část materiálu kladný a druhá záporný náboj. V elektrickém poli se pak dá postavení nábojů změnit (magnetické pole nemá na látku vliv).

Schéma

Schématická podoba nového feroelektrického materiálu. Modré molekuly jsou

Červené molekuly jsou "dárci" elektronu, který molekuly spojuje, modré jsou jeho příjemci. Obě molekuly jsou do sebe pevně zaklesnuté, ale udržují si přitom slabší vazby i s okolními molekulami.

Přesně tak by se v počítači mohla nula přepsat na jedničku. Na tomto principu dnes také už pracují tzv. FRAM paměti, které jsou velmi rychlé a udrží informace i bez proudu. Jsou ale drahé a mají malou kapacitu. Vyrábí se z polovodičových materiálů, které jsou v porovnání s organickými sloučeninami mnohem dražší.

Ovšem organických látek s těmito vlastnostmi je málo. Také si udrží své vlastnosti jen za nízkých teplot (při chlazení zkapalněnými plyny). Nový materiál je však stálý i při pokojové teplotě. Spontánně vytváří dost stabilní krystaly s dlouhými řetězci molekul.

Základem vlastností nového materiálu je spolupráce dvou molekul, z nichž jedné elektron přebývá a druhé chybí. Zaujmou tak postavení, ve kterém se o tento jeden elektron podělí. Zároveň si zachovají slabší vazby na další molekuly v okolí. Vznikne tak řetěz pevně semknutých párů oddělených od dalšího páru obrazně řečeno "širší mezerou". Pravidelné uspořádání vede k tomu, že celý materiál je feroelektrický s celkovou elektrickou orientací v jednom směru.

V elektrickém poli s opačně orientovanými póly se ovšem molekula odtáhne od partnera ve svém páru a přitáhne se k sousedovi z druhé strany, který má také o elektron méně nebo více. To udělají všechny, a tak se změní celková elektrická orientace. A zápis do paměti je hotový.

Práce je ovšem zatím na samém začátku. Vědci musí například ještě zjistit nejvhodnější podobu použitých molekul, zajistit jejich trvanlivost a dobré výkony v rozsahu běžných pracovních teplot pro počítače. Je také nutné ověřit, zda je látka opravdu tak snadno a levně vyrobitelná, jak se nyní zdá. Uvidíme také, jestli se podaří překonat problém dnešních feromagnetických pamětí, tedy malou kapacitu.

Ani tak ale  není úspěch jistý. Kandidáty na trvalé pracovní paměti pro počítače vyvíjí celá řada týmů, a je tedy možné, že některý z nich přijde s lepším nápadem.

CES 2025

Největší veletrh spotřební elektroniky Consumer Electronics Show 2025 začíná 6. ledna.

  • Nejčtenější

KOMENTÁŘ: Povyk internetových expertů kolem „USB-C regulace“ je absurdní

Spojení slov EU a regulace funguje pro mnoho lidí jako červený hadr na býka. Mnohdy je přitom regulace ku prospěchu věci. Dobrým příkladem je nejnovější „povinné nabíjení pomocí USB-C konektoru“....

2. ledna 2025

Nemohou se kurýři dozvonit? Vyzkoušeli jsme zvonek, co vás najde kdekoli

Stisknutím tlačítka rozezvučí domácí jednotku, pošle notifikaci na chytré telefony a tablety a pokud chcete, k upozornění na příchod ke dveřím využije i chytré reproduktory. Vy se můžete odkudkoli...

5. ledna 2025

Nová naděje proti HIV. Jediná injekce nového léku chrání před nákazou

V nekonečném zápasu s virem HIV získalo lidstvo novou, překvapivě účinnou zbraň. Pracuje na zcela novém principu a přináší naději lidem ohroženým i dalšími virovými onemocněními. Lék chránící před...

2. ledna 2025

Saturn se výjimečně schová za Měsíc a letos poprvé budou „padat hvězdy“

Jeden z nejsilnějších meteorických rojů letošního roku vrcholí v pátek a slibuje tak zajímavou podívanou. K pozorování je samozřejmě potřeba obloha bez mraků. O víkendu můžete sledovat také dva...

3. ledna 2025  13:09

Tchajwanské rakety proti Pekingu by mohly vozit české speciály Tatra

Předběžným vítězem výběru vozidel pro nové tchajwanské rakety se stala česká Tatra, píše Taipei Times. Tchajwanské ministerstvo obrany chce na Tatru umístit rakety, které budou schopné zasáhnout i...

2. ledna 2025  12:47

Nemohou se kurýři dozvonit? Vyzkoušeli jsme zvonek, co vás najde kdekoli

Stisknutím tlačítka rozezvučí domácí jednotku, pošle notifikaci na chytré telefony a tablety a pokud chcete, k upozornění na příchod ke dveřím využije i chytré reproduktory. Vy se můžete odkudkoli...

5. ledna 2025

Vědci objevili dosud neznámé geny. Skrývají i ochranu před nádorovým bujením

Premium

Lidská dědičná informace má svoje „temná zákoutí“. Vědci v nich objevili tisíce dosud neznámých genů. Mnohé hrají významnou roli při nádorových onemocněních a dalších chorobách.

5. ledna 2025

Dvě zatmění Měsíce i noční svítící oblaka. Sledujte vesmírné události 2025

Rok 2025 může být pro zájemce o dění na obloze mírným zklamáním. Tedy pokud čekají velké události, jako je třeba úplné zatmění Slunce. Přesto začátek nového čtvrtstoletí v této oblasti rozhodně nudit...

4. ledna 2025

Muzeu v Jizerkách hrozí zkáza, peníze na záchranu pošle i Dana Drábová

Známému Jizerskohorskému technickému muzeu v Bílém Potoce na Frýdlantsku jde o krk. Přesněji řečeno o nosné zdivo stavby, které řeka Smědá podemlela při posledních povodních do takové míry, že je...

3. ledna 2025  17:12

Influencerka Opalena přišla o malou dceru. Čekám na výsledky pitvy, napsala

Slovenská fitness trenérka a influencerka Andy Opalena na sociálních sítích oznámila, že přišla o svou desetiletou...

Lidl otevřel svůj první outlet u nás, lidé čekali v sedmdesátimetrové frontě

Řetězec Lidl den po Novém roce otevřel svou první outletovou prodejnu v České republice, ve které mohou zákazníci...

Pohřeb Heleny Zeťové. Rozloučit se přijeli Mareš a Kerndlová, smuteční řeč měl Semelka

Poslední rozloučení se zpěvačkou Helenou Zeťovou, která zemřela 20. prosince 2024 ve věku 44 let, se konalo v kostele...

Zvuk jako na maturitním plese. Mareš se za Jesus Christ Superstar omluvil

Rocková opera Jesus Christ Superstar se vrátila do Česka. V hlavní roli se představili Kamil Střihavka, Bára Basiková a...

Bála jsem se o život. Dcera Ivy Kubelkové promluvila o sexuálním obtěžování

Modelka Natálie Jirásková (20) popsala zkušenost se sexuálním obtěžováním, které zažila při své cestě vlakem. Do kupé,...