Все мы привыкли, что энергонезависимая память — это электронный прибор, работающий на измерении разности токов, будь то резистивные, электромагнитные или обычные ячейки с зарядом. Для работы подобной памяти в составе перспективных оптических и (или) квантовых компьютеров требуется процедура преобразования электрических сигналов в оптические импульсы, а это задержки и потери. Было бы заманчиво создать энергонезависимую память, работающую непосредственно на оптических сигналах. И такая память, похоже, близка к появлению.
Группа исследователей из института Карлсруэ (KIT), университета Мюнстера, Оксфордского и Эксетерского университетов предложила оптическую ячейку памяти на основе вещества с изменяемой фазой состояния. Память PRAM или PCM (Phase change RAM) не является чем-то новым — она давно и достаточных количествах выпускается промышленностью для индустриального, автомобильного и аэрокосмического применения. Однако до сих пор принцип работы PCM опирался на измерение токов при прохождении через кристаллическую или аморфную структуру вещества ячейки. Исследователи создали условия, которые позволили изменять фазовое состояние вещества исключительно с помощью сверхкоротких световых импульсов.
Полностью оптическая энергонезависимая память как для записи, так и для чтения
Физически оптическая память с изменением фазового состояния вещества представляет собой кремний-азотный световод с вкраплением традиционного для памяти PCM материала — халькогенидного соединения GST (Ge2Sb2Te5). Мощный и короткий лазерный импульс расплавляет GST-перегородку, переводя вещество материала в аморфную структуру. Менее мощный импульс с медленным остыванием (этого можно добиться двумя импульсами с коротким промежутком) ведёт к появлению в расплаве GST кристаллической структуры. Аморфная и кристаллическая структуры по-разному пропускают свет, так что в одном случае можно считать «0», в другом — «1». Считывание происходит ещё более слабыми импульсами, которые не оказывают влияние на материал ячейки.
Схематическое изображение перезаписываемого оптического диска — это тоже полностью оптическая энергонезависимая память
Предложенная разработчиками технология годами используется в перезаписываемых оптических дисках CD и DVD, только канал для чтения не сквозной, а работает с отражением. Но принцип и материалы те же. Поэтому рано или поздно кто-нибудь обязательно предложил бы создать оптическую энергонезависимую память на аналогичных принципах. Далее дело за малым — научиться выпускать оптическую энергонезависимую память на штатном оборудовании для выпуска полупроводников.
