原標題:單分子數據儲存取得一大突破,一枚「硬幣」存量相當於100部iPhone 7

無論是智能手機還是超級電腦,對於這些輕便又節省能源的設備來說,擁有更大的儲存空間成為了當下最重要的技術突破點之一。

現在,曼切斯特大學的科學家們已經證明,用一類稱為單分子磁體的分子來儲存數據或許比想象中的要更加可行。

單分子數據儲存取得一大突破,一枚「硬幣」存量相當於100部iPhone 7

此次研究由化學學院 David Mills 博士和 Nicholas Chilton 博士領導,研究結果也登上了《自然》雜誌。該研究表明,單個分子在 -213°C 的溫度下也能產生磁滯現象,而這個溫度與液氮的溫度(-196℃)非常接近。

也就是說,用單分子來存儲數據或能成為現實,因為數據伺服器可以用相對更便宜的液氮來進行冷卻(-196°C),從而代替昂貴的液氦(-269°C)。對於這種技術能否在不遠的將來投入使用,該研究提供了一個強有力的佐證。

在這裡就不得不提分子數據存儲,該技術的潛力巨大,分子技術可以在每平方英寸(6.45平方厘米)儲存超過 200 兆比特的數據。舉個通俗一點的例子,比起蘋果最新的 iPhone 7 能儲存的最大容量 256 GB,現在一塊硬幣大小的東西上能夠儲存 25000 GB 的數據。

單分子磁體顯示磁記憶效應是所有儲存數據的必要因素,而含有鑭系元素的分子在極高溫下就能呈現出這種現象。鑭系元素是用於各種形式的日常電子設備(如智能手機,平板電腦和筆記本電腦)中的稀土金屬,該團隊使用了鑭系元素——鏑來實現其結果。

Chilton 博士說:「單分子的磁滯現象意味著二進位數據存儲的強大能力。理論上來說,使用單分子進行數據存儲可以提供比當前技術高 100 倍的數據密度。而現在,我們打算嘗試使用更便宜的液氮,使單分子的數據存儲將變得更加可行。」

分子級的數據存儲能使硬碟體積更小、能耗更低;這也就意味著,全球的數據中心都能更有效地利用能源。

比方說,谷歌目前在全球擁有 15 個數據中心。 他們平均每秒處理 4 千萬次的搜索,每天要接收到 35 億次搜索量,每年則達到 1.2 萬億次。 為了處理所有數據,谷歌在每個數據中心都部署了約 250 萬台伺服器,而且這個數字可能會持續增長。

有報道說,這些中心的能源消耗量甚至可以達到世界溫室氣體排放總量的 2%。所以說,對數據存儲和能源效率上的任何改善都可以為環境帶來巨大的益處,並且能將大大增加資訊的儲存量。

Mills 博士補充說:「經過 20 年的努力,我們終於從以前的 -259°C 的記錄上取得了不小的突破。如今,我們想專註於為這次研究論文里所提到的新設計做準備。目標是達到更高的運行溫度,即便是在液氮的溫度以上也能正常工作。

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編輯:胡雪羚 校審:XH

https://phys.org/news/2017-08-major-storage-molecular.html