Преди години трудно можеше да се повярва, че огромна музикална колекция и снимки могат да се поместят в джобно устройство. Само за няколко десетилетия в областта на технологиите за съхраняване на данни се извършиха значителни промени, а появата на флаш паметта без преувеличение може да се нарече революция. Прогресът обаче не стои на едно място и следващата крачка вероятно ще станат чиповете, които ще съхраняват стотици филми с HD качество, или всички книги по света. За да станат тези мечти реалност, днес в лабораториите се създават нови технологии или пък значително се усъвършенстват старите.

Още преди 50 години физикът Ричард Фрейнман сподели вижданията си за „суперпаметта“. На лекция пред Американското физично общество (American Physical Society) той разсъждаваше, дали някога ще бъде възможно да се запишат 24-те тома на енциклопедия „Британика“ на главичка на топлийка. Физикът е изчислил, че всяка миниатюрна точка на всяка печатна буква преди това трябва да бъде намалена до 1000 атома – квадрат със страна 9 nm. Днес принципът на съхранение на информацията в електронните устройства разбира се се различава от условните разчети на Фрейнман, но размерът на единичния елемент е известен – около 40 nm в комерсиалните устройства, базирани на флаш памет.

През 2009 г. беше пуснат на пазара първият чип, на който могат да се запишат 64 Gbit данни, но Фрейнман вероятно е говорил за терабайти. Паметта от ново поколение ще използва нови материали, ще има време за достъп от единици наносекунди и ще съхранява информацията поне десетки години без презапис. Трудно е да се посочат ясни срокове, кога по магазините ще се появят „суперфлашки“, но милиардните доходи на полупроводниковата индустрия не позволяват да се съмняваме, че по въпроса вече се работи и вече има разработки от следващо поколение.

MRAM
MRAM (magnetoresistive random access memory – магниторезистивна памет с произволен достъп) е призвана да замени флаш паметта и е разработвана от няколко компании още от 1990-те години.

Конструкцията й представлява два тънки слоя феромагнитен материал, всеки разделен на клетки. Един от слоевете е постоянен магнит с постоянна посока на намагнитеност. Намагнитването на другия може да се променя на 180 градуса чрез прилагане на външно магнитно поле или напрежение. Взаимната ориентация на намагнитеност се възприема като 1 или 0. Това решение има своите силни и слаби страни. Към първите принадлежи енергонезависимост, възможност за бърз и прост контрол на намагнитеността и скорост на достъпа (няколко наносекунди). Към вторите се отнася тенденцията за промяна на състоянието на съседните клетки по време на презапис на един от битовете и това е много голям проблем за изследователите. Според физика Джеймс Скот от Кембридж, досега това препятствие не е отстранено. Капацитетът на чиповете е ограничен до 32 Mbit. Такива компании, като Hitachi и Toshiba обаче продължават да работят над MRAM.

FeRAM

FeRAM (ferroelectric random access memory – сегнетоелектрична памет с произволен достъп) е относително близка до флаш паметта. В нея се използват електрически явления за контрол на подобна на транзистор структура, но вместо свободни електрони, обект на управлението са електрически заряди в комплексни кристали, известни като фероелектрици или сегнетоелектрици. В тези диелектрици малко външно електрическо поле може да застави положително и отрицателно заредените йони да променят своите диполни моменти и да зададе стабилна електрическа поляризация. В зависимост от нейното направление, значението на сегнетоелектрическия бит се възприема като 0 или 1. Малкото приложено към кристала напрежение променя поляризацията и съответно състоянието на бита. Процесът протича много бързо – по-малко от наносекунда, и изисква незначителна мощност, а количеството записи далеч надвишава възможностите на флаш паметта – няколко милиарда.

FeRAM си има и ахилесова пета. „Проблемът е в това, че FeRAM е базирана на заряди“, - пояснява физикът Райнер Васер от RWTH Aachen University в Германия. За да се промени състоянието на сегнетоелектрика с приемлива скорост, редом трябва да се намират допълнителни заряди, затова всяка клетка на тази памет съдържа кондензатор, ограничаващ плътността на елементите. Към момента експертите не виждат възможност FeRAM да получи такъв капацитет на чипа, както флаш паметта. Независимо от това, ниската консумация може да намери приложение в такива задачи, където икономията е по-важна от капацитета. През миналата година Toshiba представи прототип на 128 МВ чип FeRAM.