המהפכה: מחשבים אישיים עם זיכרונות מגנטיים?
הודעתה של חברת השבבים פריסקייל על הצלחתה לייצר לראשונה שבבי זיכרון מגנטיים באופן סדרתי, היא בשורה דרמטית. בעידן הזיכרון המגנטי המחשב יהיה מהיר, אמין וזול יותר, ניתן יהיה לכבותו בביטחון בכל רגע ולאחסן בו מידע אינספור פעמים. כוח המגנט
אינספור פעמים כבר הכריזו חברות טכנולוגיה על כך שהנה הנה בא הפטנט שישנה את חיינו ויהפוך אותם לקלים וטובים יותר. אלא מה, כאשר הן מגיעות לשלב שבו הן אמורות לממש את ההבטחות הללו, מתברר כי לא הכל ורוד:
השבב החדש יכול לפעול רק במעבדה המקוררת לאפס המוחלט, הנגן הסופר־משוכלל יודע להכין קפה אבל מחסל את הסוללה עוד לפני שהקפה מתקרר, והמסך החדש שעשוי מנייר הוא בקושי אב־טיפוס.
רק פעם בכמה שנים אפשר לראות הכרזה משמעותית המתבררת כנקודת ציון אמיתית בתולדות הטכנולוגיה - וזה בדיוק מה שקרה בחודש שעבר, כאשר חברת השבבים פריסקייל האמריקנית הציגה בגאווה את הזיכרונות המגנטיים הראשונים בעולם בייצור סדרתי.
זיכרון מגנטי נשמע אולי כגימיק שמנסה למכור לנו מחדש אותם זיכרונות בהנהלה חדשה. אבל כאשר לוקחים בחשבון, שהמתמודדות בדרך לקו הסיום היו חברות רציניות כסוני ו-IBM, ושהמירוץ נמשך לאורך עשור שלם - מבינים שכאן הסיפור שונה בתכלית.
פחות חשמל, יותר עמל
אף שעם השנים בני האדם הולכים ומאבדים תאי זיכרון במוח, הטכנולוגיה דואגת לפצות אותנו באופן הולם. הזיכרונות במחשבים האישיים שלנו צמחו מ־256 קילובייט לשני גיגה־בייט בלי שכמעט שמנו לב. המחירים צנחו בהתאם: שבב של 128 קילובייט ב־1981 עלה בסביבות מאה דולר. כיום ניתן להשיג שבב של 256 מגה בייט - נפח גדול פי 2,000 - ב-20 דולרים בלבד.
הזיכרונות הניידים, כמו DiskOnKey, אפשרו לנו לקחת איתנו את כל המסמכים החשובים לכל מקום. כרטיסי הזיכרון הקטנים אפשרו להפוך את הזיכרונות המצולמים שלנו לדיגיטליים, ולהעביר אותם בקלות למחשב או למדפסת. אז מדוע חושבות החברות הגדולות שמה שאנחנו זקוקים לו יותר מכל, זה סוג זיכרון חדש ועוד מגנטי?
חסרונות של המעגלים האלקטרוניים
התשובה פשוטה למדי. הזיכרונות של היום, המבוססים על מעגלים אלקטרוניים, טומנים בחובם שני חסרונות עיקריים. הראשון הוא של הזיכרונות מסוג ,SRAM אותו זיכרון שנמצא במחשב האישי או הנייד שלנו, ומשמש לפעולה התקינה של המחשב.
הזיכרונות הללו מהירים במיוחד, אך ”שוכחים” הכל ברגע שמכבים להם את החשמל. זיכרונות אחרים, מסוג פלאש (או ,(NVRAM שאותם אפשר למצוא בהתקני הזיכרון הניידים, אמנם לא זקוקים לחשמל בשביל לשמור את המידע (ולכן אפשר לטלטל אותם ממקום למקום) אך הם סובלים מבעיה אחרת: אורך החיים שלהם מוגבל.
חברות האלקטרוניקה חיפשו במשך שנים פיתרון שיאפשר להן להציג זיכרונות כאלה, שגם אינם זקוקים למתח וגם מציעים אורך חיים משמעותי עם ביצועים גבוהים. הבחירה נפלה על הזיכרונות המגנטיים.
היסטוריה
מעבדות IBM החלו כבר ב־1974 לחקור חומרים שאפשרו שמירת מידע. בשנות השמונים הגיעו מדעני IBM למספר תגליות בנוגע למבנים מגנטיים, שאפשרו להם לשלב את הטכנולוגיה בדיסקים קשיחים, עדיין לא בזיכרונות.
בשנות התשעים הצטרפה ל-IBM חברת הזכרונות אינפיניאון הגרמנית, ושתי החברות פיתחו את הזכרונות במשותף וקיוו להשיק אותם מסחרית כבר בתחילת
.2005
ב־2004 הצליחה אינפיניאון להציג שבב של 16 מגה ביט, אך הוא לא הגיע לייצור המוני. אבל באותה השנה הצטרפו למירוץ גם הענקיות היפאניות Nec וטושיבה (שהציגו תוכניות משותפות בתחום) ואחת מחברות השבבים הגדולות בעולם, TSMC הטאיוואנית.
בפברואר האחרון הציגו Nec וטושיבה שבב של 16 מגה ביט, שהגיע למהירות שיא בשבבי זיכרון מגנטי. 200 מגה ביט לשנייה, אך שוב היה מדובר רק באב טיפוס
לבסוף, בחודש שעבר, הציגה פריסקייל את השבב שלה, שגם ייכנס לייצור באופן מסחרי.
זיכרון אוניברסלי
זיכרונות המגנטיים יכולים לשמש כזיכרונות אוניברסליים - הן למכשירים הדורשים זאת לעבודה שוטפת, והן כשבבים שמאחסנים יישומים מראש כדי להפעיל מכשירים אלקטרוניים שונים.
במיוחד קורצים הזיכרונות המגנטיים לתעשייה הסלולרית. אחת התכונות העיקריות שלהם היא צריכת מתח נמוכה בזמן העבודה, יתרון שמאפשר לחסוך בחיי סוללה יקרים. העוקץ: אף שפריסקייל ניצחה במירוץ והחלה לשווק את
הזיכרונות בצורה המונית - המחירים שלהם עדיין לא יכולים להפוך אותה למתמודדת אטרקטיבית מספיק.
בשלב הזה היא משווקת שבב זיכרון של 4 מגה ביט במחיר של 25 דולר. זה נשמע אולי זול, אך זה אומר שאם תרצו לרכוש, למשל, נגן MP3 ממוצע, תאלצו לשלם לא פחות מ־7,200 שקלים תמורת התענוג, במקום 150 כיום.
לתחום המחשבים האישיים והניידים, מבטיחים הזיכרונות המגנטיים בשורה של ממש: מכיוון שניתן לאחסן עליהם מידע מבלי שיימחק, יהיה ניתן לכבות ולהפעיל את המחשב מבלי לאבד מידע, ולחזור בדיוק לאותה הנקודה.
בשלב הראשון, יחליפו רכיבי הזיכרון המגנטי רק חלק קטן מזיכרון המחשב, וישמשו לשמירת נתוני אתחול או רכיבים של מערכת ההפעלה. בעתיד הם צפויים להחליף את כל הזיכרון ולהפוך את המחשב למכשיר שמגיב מייד.
"חינוך" השוק
האתגר שבפניו ניצבת פריסקייל כעת הוא ”לחנך” את השוק כדי שיאמץ את השבבים החדשים. אחת התעשיות שכבר בוחנת אותם היא תעשיית הרכב, שם אורך החיים הבלתי מוגבל יכול לחסוך בהחלפת שבבים. אפשרות אקזוטית קצת יותר, שנבחנת עתה, היא שילוב השבבים במעבורות חלל, כיוון שהם עמידים בפני הקרינה שבחלל.
כמו תמיד, כניסת יצרנים נוספים והגדלת הייצור תביא לירידת מחירים, שתהפוך בסופו של דבר את הזיכרונות המגנטיים לזולים בהרבה. אחד השימושים שכבר מתוכננים להם לעתיד הוא האפשרות להחליף חלק מהדיסק הקשיח במחשב. כך, במקום להסתמך על מגנטים בדיסק מכני, נוכל להסתמך על מגנטים בשבבי זיכרון מהירים.
הזיכרון המגנטי יוכל לאחסן, למשל, את מערכת ההפעלה שלנו או כמה תוכנות, ולאפשר את הפעלת המחשב במהירות תוך שמירה על אפס תקלות.
קר בפיסגה
לא בטוח שהנצחון הטכנולוגי של פריסקייל יכול להוביל אותה בביטחה אל הצמרת. אף שלחברה יש לא פחות ממאה פטנטים על הזיכרונות החדשים, החברות האחרות לא מתכוונות להשאיר אותה לבד בחזית הקידמה הטכנולוגית. IBM, סוני ואינפיניאון ממשיכות במאמציהן לכבוש את השוק עם שבבי זיכרון בייצור המוני.
גם חברות סטארט אפ קטנות נמצאות בתמונה - כמו Crocu Technology הצרפתית, שנתמכת על־ידי מכוני מחקר אירופיים. החברה הזו הודיעה כי תשיק את השבבים שלה בייצור סדרתי כבר בתחילת שנה הבאה. כאמור, Nec וטושיבה היפניות הצליחו לפתח שבב זיכרון של 16 מגה ביט - נפח גדול פי ארבעה מזה של פריסקייל.
הזיכרון המגנטי אינו הבשורה היחידה: בדו"ח שפורסם לאחרונה על ידי חברת המחקרים IDC הוצגו לא פחות מ־15 טכנולוגיות זיכרון שונות שנמצאות בשלבי פיתוח שונים ברחבי העולם. אחת מהן היא :FRAM היא אמנם מבוססת על מתחים חשמליים, אך בנויה על חומרים קריסטליים, ומאפשרת לשמור מידע גם ללא חשמל. חברות כמו פוגשיטסו וטקסס אינסטרומנטס משקיעות בשבבי ,FRAM ששולבו כבר במספר מכשירים.
ובכל זאת, הזיכרונות המגנטיים כבר מבטיחים את הטכנולוגיה הבאה. קבוצת חוקרים מאוניברסיטת נוטרדאם האמריקנית הצליחו ליצור מעבד מגנטי, שמסוגל לא רק לשמור מידע אלא גם לעבד אותו באמצעות ננו־מגנטים. אנחנו לא מבטיחים לכם כלום, אבל תנו להם כמה שנים, והם בוודאי ישיקו מוצר מהפכני משלהם.
איך זה עובד?
העקרון הבסיסי של זיכרון מגנטי מבוסס על כך שהמידע נשמר באמצעות תאים מגנטיים במקום תאים חשמליים.
שמירת מידע באופן מגנטי אינה דבר חדש ואפשר למצוא אותה בקלטות אודיו, קלטות וידאו ובדיסק הקשיח שבמחשב, למשל. העיקרון המגנטי מאפשר לתאים לשמור את המידע ללא צורך במתח, בדומה לעיקרון שעליו מבוססת קלטת.
תאי הזיכרון הללו נראים כמעין סנדוויץ': שתי שכבות מגנטיות, שביניהן מפרידה שכבה מבודדת. כמו כל מגנט פשוט, לכל אחת מהשכבות המגנטיות יש שני קטבים, "צפוני" ו"דרומי" - אלא שאת המגנטים בתא הזיכרון אפשר למגנט מחדש לכל כיוון. כך, כאשר שני הקצוות ה”צפוניים” מצביעים לאותו הכיוון, הערך של תא הזיכרון הוא .”1” כאשר הם מצביעים לקצוות מנוגדים, הערך של התא הוא .”0”
כדי לקרוא מתא הזיכרון מעבירים בו זרם חשמלי קצר. ההתנגדות החשמלית של התא היא קטנה יותר כאשר שני התאים המגנטיים באותו הכיוון, וכך אפשר לדעת שערך התא הוא .”1” כדי לכתוב לתאים מעבירים זרם בחוטים הסמוכים לתאים, שיוצרים סביבם שדה מגנטי שמשנה את הכיוון שלהם.
