Spinologika

Od niemal dekady korzystamy w praktyce z magnetoelektronicznych czujników GMR, można je także znaleźć w głowicach dysków sztywnych. Również MRAM zapamiętuje dane w sposób "magnetyczny". Na tym jednak kończą się podobieństwa tej pamięci z dyskową. MRAM-owe komórki pamięci tworzą faktycznie matrycę, umożliwiając swobodny dostęp. Z taką szybkością nie jest w stanie konkurować żaden "talerz". Zwróćmy uwagę, że matryca MRAM to w gruncie rzeczy także prosty układ logiczny (tablica bramek). Stąd już tylko krok do bardziej złożonych układów spinologicznych.

Ideałem byłoby połączenie urządzeń przetwarzających informację (procesor) z pamięciami (dysk). Taki procesorodysk pełniłby oczywiście również funkcję pamięci operacyjnej. Dodatkowo korzystalibyśmy z zalet pamięci nieulotnej, która nie traci swojej zawartości po wyłączeniu prądu - komputer po włączeniu byłby od razu gotowy do pracy, bez strat czasowych podczas jego "bootowania". Dodajmy, że w początkach rozwoju informatyki także stosowano trwałe pamięci, tyle że w skali makro - w oparciu o rdzenie ferrytowe.

Mimo że MRAM-y wyszły już z laboratoriów, to jeszcze nie osiągnęły ostatecznie konkurencyjnych rynkowo parametrów pojemnościowo-cenowych. Świadczy o tym przykład firmy Cypress, która zrezygnowała z produkcji tych kostek nie znalazłszy możliwości przekroczenia bariery 256 Kb i przejścia do efektywnej produkcji układów 4-64 Mb. Lepsze rezultaty uzyskał Ramtron po wejściu w ostatnich miesiącach na rynek z innym rodzajem pamięci spinotronicznej - FRAM (Ferroelectric Random Access Memory). Układy, o aktualnej pojemności 1 Mb, mają szansę na zastąpienie dość wolnych EEPROM-ów, względnie na stosowanie w radioetykietach RFID.

Kwarkotronika

Pamięć MRAM posiada też najkorzystniejsze proporcje pojemności do rozmiarów fizycznych, co wynika z następującego porównania:

MRAM - 4 F2, DRAM - 8 F2, Flash - 10 F2, FRAM - 10 F2, EEPROM - 40 F2; gdzie F jest minimalną wielkością struktury możliwej do wykonania w określonej technologii.

Widać z tego, że tylko przejście od DRAM do MRAM oznacza podwojenie pojemności wykonywanych tą samą litografią. Granicą spinotroniki pozostają parametry spinu, będącego odpowiednikiem bitu. Co się stanie, gdy dojdziemy do tej granicy? Odpowiedź znajdziemy znowu we wspomnianym, spiralnym modelu postępu cywilizacyjnego. Trzeba będzie zejść głębiej w materię - od nano- do pikotechnologii i od elektronów ze spinami do kwarków.

Tymczasem krzem czeka nadal na swoich następców. Czy zastąpimy go pamięciami biologicznymi - bakteryjnymi albo DNA? Wiemy, że najbardziej upakowany układ scalony nie potrafi przechować informacji o takiej gęstości, jaką osiąga zwykła komórka biologiczna. Wiadomo, że zaprzęgnięcie żywego organizmu w służbę techniki nie jest łatwe. Technika informatyczna jest częścią świata nieożywionego. Tymczasem świat żywy oznacza ciągłą przemianę materii, a w dalszej perspektywie mutacje. Stanu żywego obiektu nie da się kontrolować tak łatwo jak martwego. Ten pierwszy zależny jest bowiem od swojego wewnętrznego programu. Obiekt martwy takiego programu nie ma; owszem, podlega zmianom, ale zachowuje się wobec nich pasywnie. Biologia to także nieregularność, również w sensie czysto geometrycznym, co oznacza, że mamy problem z tym, jak zorganizować dostęp do struktur pamięci, po których trudno spodziewać się, że dadzą ułożyć się "pod sznurek"?

Wreszcie pozostaje kwestia transformowania informacji: od postaci analogowej do cyfrowej. Wszelkie przetworniki, które dokonują takiego przetwarzania w dowolną stronę, pośredniczą między martwymi światami. Czy uda się nam znaleźć efektywny język technicznego porozumiewania ze światem ożywionym?

Być może bardziej obiecujące są badania nad stworzeniem pamięci molekularnej. Nasza cywilizacyjna spirala wznosi się coraz wyżej:

pamięciowa matryca minirdzeni ferrytowych sprzed kilkudziesięciu lat została wyparta przez spinotroniczne mikrokomórki. W pamięci molekularnej też mielibyśmy matrycę, ale składającą się z pojedynczych molekuł, adresowanych połączeniami wykonanymi z nanorurek (fulerenów).