В компании надеются, что ее пространственную резистивную память (3D Resistive RAM, 3D RRAM) начнут встраивать в носимые устройства уже в 2016 году, а еще через полтора года будут использовать в твердотельных накопителях.

RRAM имеет преимущество перед флеш-памятью NAND, которая приближается к физическим пределам возможной плотности. Резистивная память сама по себе плотнее, чем NAND, а также обладает более высоким быстродействием и дольше служит. Лучшие продукты на основе NAND выдерживают около 100 тыс. циклов записи-стирания, а 3D RRAM — 100 млн циклов записи, утверждает Сильвен Дюбуа, вице-президент по маркетингу и развитию бизнеса Crossbar.

Благодаря их большой плотности RRAM можно будет изготавливать из кремниевых основ вдвое меньшего диаметра, чем у тех, что сейчас используются производителями флеш-памяти NAND. Чип RRAM имеет почти на порядок большую емкость, чем микросхема NAND, и расходует в 20 раз меньше энергии на запись бита данных. Кроме того, по словам Дюбуа, RRAM характеризуется стократно меньшей задержкой доступа, чем у NAND.

А поскольку RRAM можно выпускать с помощью тех же процессов, что и NAND, оборудование имеющихся производственных линий менять не придется.

Но прежде чем начать производство, специалистам Crossbar пришлось преодолеть серьезное техническое препятствие — утечку электронов из ячеек памяти, приводящую к ошибкам в данных.

Утечка электронов — обычная проблема для энергонезависимой памяти, в том числе флеш-памяти NAND, используемой в современных твердотельных накопителях (Solid State Drive, SSD). Когда топологический размер элемента микросхем стал меньше 20 нм, а плотность упаковки соответственно увеличилась, возникла проблема, связанная с перетеканием заряда из ячеек в соседние.

Samsung, Intel, Micron и другие производители SSD справляются с этим путем увеличения объема кода коррекции ошибок. В ряде компаний начали прибегать к пространственной компоновке: для повышения плотности памяти ячейки размещаются одна над другой, число таких ярусов может достигать 32 — это позволило увеличить емкость памяти без дальнейшего уменьшения размера ячейки.

На сегодня самые передовые процессы изготовления плоских ячеек NAND позволяют формировать элементы с топологическим размером от 10 до 19 нм. В Crossbar же свою память 3D RAM решили для начала выпускать по технологическому процессу 20 нм.

В NAND для хранения битов используются полевые транзисторы с плавающим затвором или ловушка заряда. В RRAM же биты представлены микроскопическими проводящими нитями, образующимися или разрушающимися под действием тока. Верхний металлический слой ячейки RRAM представляет собой проводящий электрон, средний слой из аморфного кремния выполняет роль переключающего, а нижний электрод выполнен из неметаллического материала. Когда к электродам прикладывают напряжение, наночастицы верхнего растворяются в переключающем материале, формируя нить; когда она контактирует с нижним электродом, ячейка памяти проводит ток. Если приложить ток противоположной полярности, нить исчезает, ячейка утрачивает проводимость.

Утечка электронов — паразитный ток — свойственна всем реализациям резистивной оперативной памяти. Для преодоления проблемы, связанной с ошибками в данных, в Crossbar придумали способ «прятать» соседние ячейки от программируемых на сохранение данных, обеспечивая тем самым защиту от непреднамеренного изменения. Как объясняют в компании, для этого ячейкам назначается определенный диапазон напряжений; ячейки, запрограммированные при напряжениях от -1 до +1 В, игнорируются, а в остальные производится запись.

Эта технология получила название Field-Assisted Superlinear Threshold. С ее помощью удалось избавиться от паразитных токов и тем самым сделать большой шаг к коммерциализации памяти RRAM.

«Анонсировав полтора года назад свою разработку, мы объявили об амбициозных планах по созданию памяти нового поколения, позволяющей сохранить терабайт на чипе размером с почтовую марку, — напомнил Джордж Минассян, генеральный директор Crossbar. — Теперь нам удалось значительно приблизить возможность использования технологии RRAM в составе коммерческих продуктов; это революционное достижение, которое откроет совершенно новые возможности в области выпуска корпоративных систем хранения и систем на кристалле, оснащенных энергонезависимой памятью большой емкости».

Такой емкости, которая будет на порядок выше, чем у существующих жестких дисков, удастся добиться благодаря использованию перспективных технологий, предусматривающих в том числе запись данных на диск при помощи лазера.

Согласно программе, принятой консорциумом, к 2025 году технологии Bit Patterned Media Recording (BPMR) и Heat-Assisted Magnetic Recording (HAMR) позволят довести плотность записи до 10 терабит на квадратный дюйм, тогда как сегодня она составляет 0,86 Тбит на квадратный дюйм.

«В 2025 году емкость жестких дисков диаметром 3,5 дюйма вырастет в десять раз по сравнению с сегодняшними 10 Тбайт и достигнет 100 Тбайт, – отметил в своем блоге отраслевой аналитик Том Кофлин. – Сегодня ведущие технологии жестких дисков представляют собой расширение обычных методов перпендикулярной магнитной записи, при которой биты выстраиваются вертикально и располагаются на вращающейся пластине рядом друг с другом. Компания HGST заполняет жесткие диски корпоративного уровня гелием, с тем чтобы уменьшить трение движущихся пластин. Благодаря такому решению пластины удается размещать плотнее. В состав семейства дисков Ultrastar HelioSeal уже входят модели емкостью 8 и 10 Тбайт».

У Seagate самый емкий на сегодня накопитель, использующий традиционные технологии записи, имеет объем 6 Тбайт. Применение технологии Shingled Magnetic Recording (SMR), при которой данные на пластине перекрываются подобно черепице на крыше, позволило довести емкость диска до 8 Тбайт. Однако, по мнению Кофлина, вероятность дальнейшего существенного увеличения плотности записи при помощи технологии SMR невелика, да и у технологий, связанных с добавлением гелия, тоже имеются свои ограничения.

По мере роста плотности записи растет и вероятность возникновения ошибок. Это явление называется суперпарамагнетизмом. Магнитное притяжение между битами на поверхности пластины может привести к случайному изменению их состояния, когда бит, в котором была записана единица, меняет свое значение на ноль, а бит, где хранился ноль, меняет значение на единицу.

«Для увеличения плотности записи данных требуется разработка новых технологий хранения», – отметил Кофлин.

Seagate с помощью технологии HAMR рассчитывает к 2020 году выпустить диск емкостью 30 Тбайт. При использовании HAMR в преобразователь записи жесткого диска интегрируется полупроводниковый лазер. Лазеры позволяют записывать биты меньшего размера. При этом возрастает и сложность перезаписи, вследствие чего число ошибок перезаписи уменьшается, а диск становится более устойчивым. Рекламная кампания Seagate проходит сегодня под лозунгом «20 Тбайт к 2020 году», но, по словам технического директора компании Марка Ре, это всего лишь цель. Первые накопители, поддерживающие технологию HAMR, Seagate планирует представить в 2016 году.

В ноябре региональное агентство по развитию бизнеса Invest Northern Ireland объявило, что Seagate намерена вложить 55 млн долл. в модернизацию построенного в Северной Ирландии завода, на котором применяется технология HAMR. Завод в Дублине является одним из двух предприятий, где специалисты работают над HAMR. Второе находится в штате Миннесота.

Если технология SMR позволяет увеличить плотность записи данных на дисковых пластинах на 25% и более, примерно до 1 терабита на квадратный дюйм, то технология HAMR обеспечит рост плотности записи до 5 Тбит на квадратный дюйм.

Для сравнения можно вспомнить, что в марте 2004 года компания HGST, используя новую технологию перпендикулярной записи, довела плотность размещения данных на пластине до 230 гигабит на квадратный дюйм.

Ожидается, что в 2021 году HGST начнет поставлять диски, использующие технологию BPMR, которая с помощью нанолитографии разбивает магнитную среду на небольшие области, или «островки» бит. Размеры бита, состоящего обычно из 20 магнитных частиц, можно будет уменьшить без риска возникновения суперпарамагнитного эффекта.

В соответствии с планами Advanced Storage Technology Consortium в дальнейшем BPMR и HAMR будут объединены в технологии Heated Dot Magnetic Recording.

Модель 850 EVO придет на смену устройству 840 EVO, выпущенному в прошлом году. Если в 840 EVO использовалась двумерная планарная память NAND, то в 850-й версии установлены 32 слоя памяти NAND, общая высота которых составляет 7 мм.

Ожидается, что к 2017 году высота ячеек NAND может достичь уже 100 уровней. В результате емкость одной микросхемы составит 1 Тбит, тогда как при использовании двумерных планарных технологий она на сегодняшний день не превышает 250 Гбит.

В каждом транзисторе накопителя будет храниться 3 бита данных.

«Первоначально мы планировали устанавливать устройство в настольные или портативные компьютеры потребительского класса, но, убедившись в его высокой производительности и надежности, решили предложить накопитель любителям игр и пользователям, выполняющим большое количество операций записи», – отметил старший менеджер Samsung по маркетингу Ричард Нарз.

В Samsung реализовали в устройстве поддержку технологию TurboWrite, благодаря чему скорость выполнения операций записи в произвольные области памяти выросла по сравнению с его предшественником в 1,9 раза.

Согласно спецификациям, скорость произвольного чтения 850 EVO составляет не менее 98 тыс. операций ввода-вывода в секунду, а произвольной записи – 90 тыс. Скорость последовательного чтения при заполнении всего пространства накопителя достигает 540 Мбайт/с, а последовательной записи – 520 Мбайт/с.

Поскольку слои памяти NAND размещаются вертикально, транзисторы в ячейках, хранящих биты данных, расположены не так близко друг к другу, что повышает устойчивость архитектуры.

По словам Нарза, по критерию надежности 850 EVO вдвое превосходит предыдущий накопитель. Кроме того, конструкторам удалось сократить на 30% энергопотребление нового накопителя. Во время выполнения операций чтения устройство потребляет в среднем 3,7 ватта, а при выполнении операций записи – 4,4 ватта. В моменты простоя SSD расходует всего 2 милливатта электроэнергии.

Благодаря более высокой надежности срок гарантии на модель 850 EVO увеличен до пяти лет. У предыдущей модели гарантийный срок ограничивался тремя годами. Накопитель 850 EVO поставляется в версиях емкостью 120 Гбайт, 250 Гбайт, 500 Гбайт и 1 Тбайт. Модель объемом 250 Гбайт рассчитана на запись 40 Гбайт данных ежедневно и 75 Тбайт в течение пяти лет. Модель емкостью 1 Тбайт выдерживает запись до 80 Гбайт в день и до 150 Тбайт на протяжении срока службы, который должен составлять не менее пяти лет.

У предшественника 850 EVO – накопителя 840 EVO – уже вскоре после начала поставок в прошлом году возникли проблемы с производительностью, которые были устранены путем обновления прошивки. Стоимость модели 840 EVO в пересчете на гигабайт опускалась ниже 1 долл. Версия емкостью 1 Тбайт продается в розницу за 599 долл. Новый накопитель 850 EVO будет стоить еще на 100 долл. дешевле.

Модель объемом 120 Гбайт предлагается за 99,99 долл., 250 Гбайт – за 149,99 долл., 500 Гбайт – за 269,99 долл. и 1 Тбайт – за 499,99 долл.

Один из распечатанных на 3D-принтере HP образцов — миниатюрная модель нефтяной вышки — включал в себя множество сложных компонентов различных цветов толщиной с карандашный грифель. Источник: HP

«Интересно, сумеет ли она распечатать черный прототип из желтого полимера?» – поинтересовался пользователь сервиса Reddit ILikeLenexa.

«Трехмерная печать от компании, которая выставляет космические счета за перезаправку картриджей чернилами? Полная блокировка поставщиком любых пользовательских инициатив? Не думаю, что от этого будет какой-то толк», – саркастически заметил другой пользователь, скрывающийся за ником TotalWaffle.

Впрочем, шутки в сторону. Оборот компании HP, выпускающей продукты для корпоративного и потребительского рынка, составляет 112 млрд долл., и она вполне способна перенести плоды своих 30-летних исследований из области двухмерной печати в пространство 3D-принтеров.

Шаг этот будет носить беспрецедентный характер.

«Между печатью документов и трехмерной печатью можно провести множество параллелей, поэтому мы уже в течение долгого времени наблюдаем за HP, – отметил президент исследовательской компании Wohlers Associates Терри Волерс. – HP – отличный кандидат для выхода на этот рынок». Недавно Волерс уже сообщал о том, что присутствовал на демонстрации нового принтера HP Multi Jet Fusion и был «весьма впечатлен» его скоростью, качеством, детализацией распечатанных материалов и великолепными цветами, которые тот выдает.

«Все оказалось гораздо лучше, чем я ожидал, – признался он. – Новый принтер работает во много раз быстрее, чем альтернативные устройства, присутствующие на рынке. Мы видим нечто совершенно иное по сравнению с тем, что разрабатывалось ранее».

Слухи о выходе HP на рынок трехмерной печати ходили весь прошлый год. Пользователи 3D-принтеров томились в предвкушении перемен, а небольшое, но растущее очень быстрыми темпами сообщество производителей устройств для трехмерной печати выражало свои опасения.

Крупнейший на сегодняшний день производитель 3D-принтеров Stratasys из года в год демонстрирует 60-процентный рост оборота, и его приход HP не пугает. «Активность HP будет способствовать дальнейшему развитию и пониманию происходящего, расширению охваченного пространства, – говорится в заявлении пресс-службы компании. Мы видим, что перед всей отраслью открываются огромные возможности».

«Несмотря на то что трехмерная печать находится пока на начальном этапе своего становления, приход в этот мир HP будет способствовать ускорению роста небывалыми темпами, – подчеркнул Волерс. – Если новый 3D-принтер еще не сразил всех видевших его наповал, значит, они просто не понимают, во что выливается изготовление отдельных компонентов в процессе традиционного производства. Это устройство не только изменит характер игры, но и полностью перепишет все правила, которых придерживаются сегодня игроки отрасли».

Трехмерная печать, появившаяся еще в 1980-х годах, использовалась главным образом для ускорения изготовления прототипов – этот процесс называется быстрым прототипированием на основе аддитивных технологий. Быстрое прототипирование с применением аддитивных технологий ускоряет разработку и снижает ее стоимость, поскольку макеты испытываемых компонентов не нужно отсылать в конструкторскую фирму и вырезать прототипы на гигантских токарных станках из металлических заготовок или каких-то других материалов. При такой методике малейшая ошибка заставляет возвращаться к чертежной доске.

Как заявляют в HP, технология трехмерной печати Multi Jet Fusion позволит не только организовать быстрое прототипирование, но и наладить массовое производство компонентов. Конечно, маловероятно, что число выпущенных таким образом компонентов будет измеряться миллионами и миллиардами, но о десятках, сотнях и тысячах вполне можно вести речь.

Представьте себе сотню принтеров Multi Jet Fusion, которые будут выполнять заказы авиационной или автомобильной промышленности. О расходах на складское хранение и перепроизводстве в этом случае можно забыть. Если вам нужно изготовить новую модель автомобиля или модифицировать неудачный компонент, достаточно настроить соответствующим образом программное обеспечение САПР и нажать кнопку «Печать».

Если же у вас есть сомнения в перспективах таких проектов, обратитесь к опыту Ford и Airbus, двух транснациональных корпораций с многомиллиардными оборотами, вот уже несколько лет успешно применяющих трехмерную печать в производстве компонентов.

«Я вижу, что мы имеем дело с революционной технологией, – заметил вице-президент Gartner Пит Базильер. – Это уникальный опыт не только потому, что компонентов для таких принтеров никогда прежде не существовало, но и потому, что на основе их объединения никогда еще не выстраивались новые, более быстрые процессы».

Принтер использует печатающую штангу, она напоминает сканирующую линейку обычного двухмерного аппарата. На печатающей штанге трехмерного принтера размещены 30 тыс. сопел, которые каждую секунду выдают 350 млн капель термопластика или какого-то другого порошкообразного материала, перемещаясь взад-вперед над печатной платформой.

Трехмерный принтер сочетает в себе свойства струйной печати, при которой жидкий связующий агент избирательно добавляется к порошкообразному материалу, и лазерных технологий, спекающих тонер под воздействием электронно-лазерного луча. Процесс печати заключается в послойном наплавлении порошкового материала под воздействием высокой температуры.

В HP продемонстрировали образцы трехмерной печати, которые выглядели на удивление сложными и прочными. В ходе демонстрации представители компании за полчаса распечатали металлическую цепочку, которая весила чуть более 100 граммов и выдерживала давление в 4,5 тонны. Еще один образец — миниатюрная модель нефтяной вышки — включал в себя множество сложных компонентов различных цветов толщиной с карандашный грифель.

Несмотря на то что принтер Multi Jet Fusion не появится на рынке до 2016 года (бета-тестирование производителями будет организовано в 2015 году), его презентация, несомненно, подхлестнет научно-исследовательские работы как в отрасли трехмерной печати, так и за ее пределами. Ведь компания, которая сумеет изобрести и успешно представить рынку лучшую производственную технологию, станет победителем.

Опрос ста ведущих производителей, проведенный аналитиками PricewaterhouseCoopers, показал, что две трети из них используют трехмерную печать как для быстрого прототипирования, так и для производства заказных компонентов. По мере дальнейшего развития технологий трехмерной печати сфера их применения начнет выходить за рамки быстрого прототипирования.

«Как это уже не раз бывало в истории, вслед за изобретением нового производственного процесса на рынке появятся новые товары более высокого качества», – заметил Карл Басс, генеральный директор компании Autodesk, производителя программных средств профессионального трехмерного проектирования.

Лазерная технология термомагнитной записи (heat-assisted magnetic recording, HAMR) позволяет записывать то же количество битов данных на магнитную поверхность вращающегося диска меньшей площади. Сегодня максимальная емкость накопителей Seagate, где используется обычная запись, составляет 6 Тбайт. При помощи технологии HAMR ее теоретически можно увеличить до 30 Тбайт.

В октябре местное информагентство Invest Northern Ireland сообщило, что подразделение Seagate, находящееся в Северной Ирландии, потратило на разработку технологии HAMR около 55 млн долл. Помимо подразделения в Дублине проектированием HAMR занимается группа, базирующаяся в штате Миннесота (США).

Маркетинговая кампания Seagate проходит под лозунгом «20 Тбайт к 2020 году», однако технический директор компании Марк Ре в интервью Computerworld пояснил, что пока это всего лишь лозунг. Между тем первые устройства, использующие HAMR, планируется представить в 2016 году.

«Сейчас мы работаем над технологией, – заявил Ре. – Речи о поставках продуктов еще не идет».

Помимо технологии HAMR, которая должна повысить плотность размещения информации на диске, Seagate работает над так называемой двухмерной магнитной записью (two dimensional magnetic recording, TDMR), предусматривающей установку на головку чтения-записи дополнительного считывателя.

«В отличие от технологии HAMR, направленной на совершенствование процесса записи, здесь мы стараемся оптимизировать процедуру считывания, – указал Ре. – Таким образом, общая производительность диска должна возрасти».

Традиционная технология записи, известная как перпендикулярная магнитная запись (perpendicular magnetic recording, PMR), позволяет размещать на вращающейся пластине данные с плотностью 750 Гбит на квадратный дюйм.

Сегодня компания Seagate увеличивает плотность своих дисков диаметром 3,5 дюйма, предназначенных для ЦОД, благодаря технологии «черепичной» магнитной записи (shingled magnetic recording, SMR). Дорожки перекрываются подобно черепице на крыше. Технология SMR позволяет повышать плотность размещения данных на пластине на 25% и даже больше, доводя ее приблизительно до 1 Тбит на квадратный дюйм.

«А с помощью HAMR мы рассчитываем увеличить плотность записи до 5 Тбит на квадратный дюйм», – заметил Ре.

Когда биты пытаются разместить ближе друг к другу при обычной записи, то создаваемые магнитные поля вызывают помехи, в результате чего ноль порой превращается в единицу и наоборот.

HAMR интегрирует в преобразователь записи жесткого диска полупроводниковый лазер, который позволяет уменьшить размеры бита. При этом биты труднее перезаписать, в результате чего среда становится более устойчивой благодаря уменьшению числа ошибок перезаписи.

Рост популярности облачных инфраструктур и Больших Данных приводит к росту потребности в дисках, имеющих повышенную плотность записи.

Первоначально в Seagate планировали применять технологию HAMR в корпоративных ЦОД, но сейчас, по мнению Ре, формируется рынок и для накопителей потребительского класса, которые будут устанавливаться в портативные и настольные компьютеры.

Применение технологии HAMR в устройствах потребительского класса, очевидно, позволит Seagate добиться снижения себестоимости дисков, что в свою очередь приведет к уменьшению их цены. К примеру, диск емкостью 2 Тбайт, предназначенный для ноутбука, имеет две пластины и четыре головки чтения-записи. Если использовать HAMR, то можно убрать одну пластину и пару головок.

«Увеличив емкость, мы сможем ощутимо снизить цены», – пояснил Ре.

Seagate вкладывает серьезные средства и в создание гибридных накопителей, которые наряду с традиционными вращающимися магнитными дисками используют флеш-память небольшого объема, играющую роль буфера. При незначительном увеличении цены быстродействие таких устройств приближается к производительности твердотельных накопителей. Технологию HAMR планируется использовать для увеличения емкости этих дисков.

«В ближайшем десятилетии мы вполне можем увидеть практическое воплощение всех перечисленных решений», – подчеркнул Ре.

К середине XXI века cолнце может стать основным источником электроэнергии, если учесть, что мощность солнечных батарей, установленных во всем мире, ежедневно увеличивается на 100 мегаватт.

Эти данные приведены в двух докладах, опубликованных Международным энергетическим агентством. Авторы прогнозируют, что к 2050 году солнечные батареи будут вырабатывать 16% мирового электричества, а солнечно-тепловые электростанции — 11%. Последние основаны на принципе превращения воды в пар под действием сконцентрированных солнечных лучей; пар, в свою очередь, вращает турбины.

С конца 2013 года по настоящее время во всем мире были установлены фотоэлектрические панели общей мощностью 137 ГВт, — отмечают в МЭА, агентстве, ведущем статистику глобального потребления электроэнергии.

Как отмечается в докладе, не менее важно то, что в следующие четыре десятилетия солнечная энергия позволит сократить выброс двуокиси углерода больше чем на 6 млрд тонн.

К середине века половину всех фотоэлектрических панелей составят солнечные панели на крышах зданий, — в немалой степени благодаря тому, что им нет равных среди распределенных источников энергии, уверены авторы.

В Соединенных Штатах мощность солнечных электростанций с 2010 года выросла к настоящему времени уже вшестеро, отмечают в Энергетической информационной администрации — ведомстве, отвечающем за ведение статистики производства энергии для всех рынков.

Вместе с тем в докладе МЭА прогнозируется, что стоимость солнечной энергии к 2050 году во всем мире упадет до 4 центов за киловатт/час. Сейчас в США электричество стоит примерно 13 центов за кВт/ч для бытовых абонентов и 7 центов для промышленных.

Исполнительный директор МЭА Мария ван дер Хювен подчеркнула, что доклады, опубликованые ее агентством, «не являются прогнозом», — как и другие технологические дорожные карты агентства, они излагают цели и меры, которые нужны, чтобы этих целей достичь к 2050 году. Наряду с этим глава МЭА отметила, что стоимость оборудования солнечных энергетических систем быстро снижается.

«Стремительное падение цен на фотоэлектрические системы, наблюдаемое в последние несколько лет, открыло новые перспективы применения солнечной энергии в качестве серьезного источника электричества в ближайшие годы и десятилетия, — заявила она. — Но пока что солнечные энергетические технологии очень дорогостоящи, причем практически все капиталовложения нужно делать вначале. Снижение капитальных затрат, таким образом, является задачей первоочередной важности для достижения целей, изложенных в наших дорожных картах».

В результате появления солнечных панелей на крышах в предстоящие восемь лет прибыли энергетических компаний могут уменьшиться на 15%. К такому выводу пришли составители доклада, подготовленного по результатам исследования, в котором участвовали две коммунальные службы — на Юго-Западе и Северо-Востоке Соединенных Штатов.

В этом докладе, опубликованном Управлением энергоэффективности и возобновляемой энергии, также содержится прогноз о том, что доля рынка электроэнергии, принадлежащая солнечным панелям на крышах, к 2022 году вырастет по сравнению с нынешним с 0,2% до 10%.

По подсчетам авторов доклада, если принять рыночную долю фотоэлектрических панелей равной 10%, доходы акционеров юго-западной компании упадут на 8%, а доходы акционеров северо-восточной — на 15%. При определенных условиях соответствующие показатели возрастают до 13 и 41%.

Перспективы

Существует несколько технологий, обещающих повысить эффективность фотоэлектрических элементов. На сегодня у кремниевых солнечных панелей КПД около 20%, то есть 80% солнечного излучения, попадающего на крышу, теряется.

Массачусетский технологический институт опубликовал доклад о новом материале, который мог бы идеально подойти для преобразования солнечной энергии в тепловую — благодаря возможности регулировки диапазона поглощаемого света.

«Данный материал может поглощать практически весь спектр света, попадающего на поверхность Земли с Солнца», — говорится в пресс-релизе МТИ.

Материал, о котором идет речь, — металлический диэлектрик, фотонный кристалл одноатомной толщины. Его преимущества — возможность поглощать солнечный свет, падающий почти под любым углом, и способность выдерживать очень высокие температуры — до 1000 C. Новый материал вначале преобразует солнечную энергию в тепло, излучая свет. Свет, в свою очередь, можно конвертировать в электричество.

Однако важнее всего то, что данный материал можно выпускать дешево в больших количествах, указывают в МТИ. Поскольку он способен эффективно поглощать свет, падающий под разными углами, не понадобятся солнечные трекеры, отметил Джеффри Чоу, один из разработчиков материала. Трекеры используются в солнечных электростанциях большой площади — они поворачивают панели так, чтобы обеспечить максимальную выработку электроэнергии.

Не только в МТИ разрабатывают новые более эффективные фотоэлектрические материалы: специалисты Университета Огайо в журнале Nature Communications описали созданную ими систему, состоящую из солнечного элемента и аккумуляторной батареи.

Фотоэлектрическая панель изготовлена из материала ячеистой структуры, пропускающей электроны в батарею. Как объясняют разработчики, свет от солнечной панели и кислород участвуют в химической реакции, заряжающей аккумулятор. Йийинг Ву, профессор биохимии Университета Огайо, уверен, что со временем подобные системы позволят снизить стоимость установок для получения солнечной энергии на 25%.

«На современных солнечных электростанциях свет улавливается с помощью фотоэлектрических панелей, и эта энергия сохраняется в недорогих батареях, — написал Ву в докладе о системе. — Мы совместили обе функции в одной установке, что позволило снизить стоимость солнечной энергетической системы».

Иллюстрация: Стоимость оборудования солнечных энергетических систем быстро снижается. Источник: Wikipedia

Новые твердотельные накопители Micron Technology — M600 — снабжены чипом, переключающим режим работы флэш-памяти между высоким быстродействием и высокой емкостью.

M600 — это SSD на флэш-памяти, изготавливаемой с помощью фотолитографии с разрешающей способностью 16 нм. Источник: Micron

M600 — это SSD на флэш-памяти NAND, изготавливаемой с помощью фотолитографии с разрешающей способностью 16 нм. До этого в Micron применяли техпроцесс 20 нм; как сообщают в компании, благодаря повышению плотности флэш-памяти цену за гигабайт удалось уменьшить до 45 центов.

Скорость последовательного считывания у M600 составляет 560 Мбайт/с, скорость записи — 510 Мбайт/с. Скорость считывания и записи в случайном порядке составляет 100 тыс. и 88 тыс. операций ввода-вывода в секунду соответственно.

SSD отвечает американским государственным стандартам защищенности за счет поддержки аппаратного шифрования данных по алгоритму AES с 256-разрядным ключом. Накопитель относится к классу «клиентских», то есть предлагается для установки в ноутбуки, нетбуки, рабочие станции и настольные ПК.

M600 выпускается в трех формфакторах: SSD 2,5 дюйма, карта mSATA и Memory Stick M.2. Последние два варианта доступны с емкостью 128 Гбайт (цена в США — 80 долл.), 256 Гбайт (140 долл.) и 512 Гбайт (260 долл.). SSD 2,5 дюйма помимо перечисленных емкостей также предлагается в терабайтном варианте за 450 долл. При заказе больших партий предоставляются скидки, сообщают в компании.

Хотя новый клиентский накопитель Micron — не самый дешевый на рынке, по цене он примерно соответствует продуктам потребительского класса. К примеру, SanDisk недавно выпустила твердотельный накопитель Ultra II, стоимостью за гигабайт у которого — около 44 центов. В нем используется флэш-память NAND на трехуровневых ячейках, то есть в каждой ячейке хранится по три бита — на сегодня это самая высокая плотность в отрасли. Но с ростом количества бит на ячейку увеличивается и вероятность ошибок, соответственно, требуются более сложные механизмы коррекции.

В Micron вместо повышения количества бит на ячейку и увеличения резервной емкости SSD воспользовались технологическим процессом с более высокой разрешающей способностью и снабдили накопитель микропрограммным обеспечением под названием Dynamic Write Acceleration, которое меняет режим работы ячеек между одноуровневым, в котором достигается максимальное быстродействие, и многоуровневым, в котором, в свою очередь, максимальна емкость.

«Накопитель динамически переключается между двумя этими режимами, — пояснил Джон Тэнгай, старший инженер по техническому маркетингу. — При записи новых данных для повышения быстродействия используется одноуровневый режим».

По его словам, быстрый первый уровень используется в качестве кэша переменного размера, что позволило отказаться от использования большой резервной емкости. «Данный метод дает возможность справляться со скачкообразными нагрузками, характерными для клиентских SSD, — отметил Тэнгай. — В отличие от последних, твердотельные накопители, используемые в центрах обработки данных, обычно нагружаются более равномерно».

Но из-за постоянного переключения режима работы флэш-памяти растет объем данных, которые нужно стирать и перезаписывать, — увеличивается эффект «усиления записи» (write amplification); при этом срок службы флэш-памяти сокращается.

Как утверждает Тэнгай, возрастание коэффициента усиления записи, обусловленное использованием Dynamic Write Acceleration, находится в «контролируемых пределах». По его словам, чтобы компенсировать усиление записи, накопитель активнее пользуется командой TRIM, благодаря чему блоки данных, отмеченные в качестве удаленных файловой системой, физически высвобождаются на SSD быстрее.

Благодаря совместному использованию TRIM и Dynamic Write Acceleration в Micron увеличили общий срок службы накопителей — чем больше емкость, тем он продолжительнее.

Предыдущий клиентский SSD компании позволял записать около 72 Тбайт до первых отказов, тогда как у самого вместительного из серии M600 этот показатель — в четыре с лишним раза больше. На накопители емкостью 128 Гбайт можно записать 100 Тбайт, на 256-гигабайтные — 200 Тбайт, на 512-гигабайтные — 300 Тбайт, а на терабайтный — 400 Тбайт, сообщают в компании.

Одним из главных препятствий к дальнейшему развитию рынка телевизоров UHD является отсутствие предназначенного для них контента

По оценкам подразделения WitsView тайваньской аналитической компании TrendForce, в 2014 году совокупные поставки телевизоров сверхвысокой четкости (ultra-high definition, UHD) 4K2K в мире достигнут 14 млн единиц или 6-7% от общего числа отгруженных потребителям телевизионных устройств

Китайские компании, в том числе Skyworth, Changhong и Hisense, наращивают поставки очень высокими темпами. Шесть крупнейших китайских брендов, к числу которых относятся, в частности, Konka, TCL и Haier, доведут долю телевизоров UHD в своей продукции до 13-15%.

Телевизоры 4K2K имеют разрешение 3840 x 2160 пикселов, тогда как у устройств HD оно составляет 1920 x 1080 пикселов. Таким образом по разрешающей способности модели UHD в четыре раза превосходят продукты HD.

«Шесть ведущих китайских брендов проводят сейчас на рынке телевизоров 4K2K весьма агрессивную ценовую политику, – отметила руководитель исследовательской группы WitsView Анита Вонг. – Другие поставщики пока не могут предложить столь привлекательные цены».

В августе разница в цене между 3D-телевизорами с диагональю 65 дюймов, поддерживающими разрешением 4K2K и HD, составила в Китае 32%, тогда как на других рынках она достигает 63%. В результате китайские потребители сегодня гораздо охотнее всех прочих покупают телевизоры 4K2K.

Одним из главных препятствий к дальнейшему развитию рынка телевизоров UHD является отсутствие предназначенного для них контента. Теле- и киноиндустрия выпускают фильмы и телевизионные шоу в формате 4K начиная с 2004 года, однако объем предлагаемой ими здесь продукции пока невелик.

«При организации съемок производители всегда стараются использовать самое лучшее оборудование, с тем чтобы иметь возможность эффективно продавать архивный контент в будущем, – указал директор подразделения TV Electronics Research компании DisplaySearch Пол Грей. – Однако от объявления о наличии у компании контента 4K до поступления его к потребителям обычно проходит немало времени».

Сегодня для покупки телевизоров 4K UHD требуются по крайней мере два условия: вы должны быть уверены в том, что трансляции в формате 4K начнутся в ближайшее время, а их представление будет соответствовать возможностям декодирования и обработки сигнала, которые поддерживают выпускаемые сегодня устройства.

«Никакой ясности здесь пока нет, поскольку стандартов для видео 4K просто не существует», – подчеркнул Грей.

На рынке сегодня все чаще появляются жидкокристаллические компьютерные мониторы, также поддерживающие разрешение UHD. И предлагаются они по довольно привлекательным ценам. Например, в августе средняя цена на монитор 4K2K с диагональю 28 дюймов составляла 630 долл. В ближайшие месяцы производители панелей представят новые мониторы 4K2K различных размеров.

Компания Samsung намерена выпустить модель с диагональю 23,6 дюйма, которая будет стоить дешевле существующего монитора с 23,8-дюймовым экраном. Это поможет и дальше снижать розничные цены и стимулировать спрос на мониторы 4K2K.

В конце четвертого квартала 2014 года Apple собирается выпустить компьютер iMac с 27-дюймовым экраном 5K3K. Мониторы 5K3K имеют разрешение 5120 x 2880 пикселов. Ожидается, что iMac 5K3K породит новую волну спроса на мониторы сверхвысокого разрешения.

В новом накопителе HGST емкостью 8 Тбайт применяется традиционная технология PMR, тогда как в накопителе объемом 10 Тбайт технология SMR используется наряду с гелием. Источник: HGST

Подразделение корпорации Western Digital, компания HGST анонсировала жесткие диски емкостью 8 и 10 Тбайт. Они пополнят семейство продуктов HelioSeal, заполненных гелием в целях уменьшения трения механических частей и снижения энергопотребления.

В WD анонсировали также свой первый продукт класса NVMe (non volatile memory express). Им стал твердотельный накопитель в форм-факторе 2,5 дюйма, подключаемый к шине PCIe.

Кроме того, компания представила новое программное обеспечение управления системами хранения на флэш-памяти и аппаратную платформу, которая способна объединять до 128 серверов, оснащенных 16 накопителями PCIe, и формировать флэш-хранилище общей емкостью до 38 Тбайт. Речь идет о ребрендинге программного обеспечения Virident Solutions 2.0, которое теперь будет выпускаться под маркой HGST.

Программное обеспечение HGST Virident Solutions 2.0 позволяет формировать зеркальный кластер высокой степени готовности и посредством графического пользовательского интерфейса управлять приложениями совместного хранения (в частности, Oracle RAC и Red Hat Global File System), которые традиционно функционировали в выделенных сетях хранения.

К примеру, использование одного автономного сервера и среды MySQL, обеспечивающей высокий уровень эффективности и готовности, в качестве альтернативы выделенной паре реплицируемых серверов поможет сократить общее число серверов на 37%.

Программное обеспечение Virident Solutions 2.0 дополнит поставляемые уже сегодня ускоритель Virident ClusterCache для SAN, продукт Virident Share, предназначенный для объединения флэш-накопителей в пул и получения удаленного доступа к ним, и средство репликаций Virident HA.

«Компании, проводящие инвестиции во флэш-технологии хотят иметь возможность масштабировать и совместно использовать имеющиеся ресурсы, не теряя в производительности», – указал генеральный менеджер HGST Майк Густафсон.

Парад рекордов

В ноябре прошлого года в HGST анонсировали первый жесткий диск, наполненный гелием. Модель емкостью 6 Тбайт побила предыдущий рекорд емкости. К 2017 году HGST планирует наладить выпуск "воздушных" жестких дисков, которые будут использоваться в корпоративных ЦОД и придут на смену моделям, наполненным гелием.

Наряду с пониженным энергопотреблением гелиевые устройства оказываются на четыре-пять градусов холоднее сегодняшних жестких дисков со скоростью вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту. Герметизация устройств препятствует проникновению в них водяного пара и различных нежелательных газов.

Очередной анонс HGST прозвучал менее чем через две недели после презентации компанией Seagate своего самого емкого жесткого диска. Модель объемом 8 Тбайт предназначена для корпоративных клиентов и наполнена не гелием, а обычным воздухом.

Вместо гелия Seagate использует технологию черепичной магнитной записи (shingled magnetic recording, SMR), которая позволяет выводить емкость накопителей за пределы 4 Тбайт. Благодаря SMR в Seagate обещают к 2020 году наладить выпуск дисков объемом 20 Тбайт.

С помощью технологии SMR компания Seagate смогла увеличить плотность дисковых пластин на 25% и более. В отличие от стандартной перпендикулярной магнитной записи (PMR), при которой дорожки располагаются рядом друг с другом, при использовании SMR они перекрываются, как черепица на крыше. А это в свою очередь создает условия для увеличения числа дорожек на пластине.

В новом накопителе HGST емкостью 8 Тбайт применяется традиционная технология PMR, тогда как в накопителе объемом 10 Тбайт технология SMR используется наряду с гелием. Оба накопителя имеют интерфейс SAS с пропускной способностью 12 Гбит/с. За счет применения гелия вместо воздуха HGST удалось разместить в устройстве семь пластин и сократить его энергопотребление в режиме простоя на 23%. А показатель потребления энергии в пересчете на терабайт по сравнению с накопителем емкостью 6 Тбайт был улучшен на 44%.

По словам генерального менеджера HGST Elastic Storage Platforms Group Дэйва Танга, модель емкостью 8 Тбайт предназначена для оперативного хранения информации и получения быстрого доступа к ней. Наполненный гелием жесткий диск объемом 10 Тбайт ориентирован на облачные сервисы и архивы «холодного хранения», поскольку особенности файловой системы и программных драйверов оказывают отрицательное воздействие на производительность технологии SMR. Оба новых накопителя имеют буферную память объемом 128 Мбайт, среднее время наработки на отказ 2 млн часов и будут поставляться с пятилетней гарантией.

В новых жестких дисках реализована также функция Instant Secure Erase, обеспечивающая многократную перезапись данных при их безопасном удалении.

ЖК-экран TCL воспроизводит полную цветовую палитру за счет использования технологии квантовых точек

В компании TCL объявили о планах по выпуску первого в мире телевизора UHD-разрешения на квантовых точках с диагональю 55 дюймов, имеющего такой же широкий диапазон цветов, как у аппаратов на органических светодиодах, но стоящего втрое дешевле.

Как утверждают в TCL, ее ЖК-экран воспроизводит полную цветовую палитру за счет использования технологии квантовых точек, разработанной в компании QD Vision, что наряду с наличием собственного производства большой мощности и позволило уменьшить стоимость по сравнению с OLED.

Китайская TCL — третий по величине в мире производитель телевизоров. Конкретную рекомендуемую розничую стоимость в компании не называют, как и ориентировочную дату выхода телевизора. Сам анонс был сделан на выставке IFA в Берлине.

В качестве светоизлучающих элементов в 55-дюймовом дисплее TCL используются полупроводниковые нанокристаллы, как и в OLED-дисплеях. Для улучшения цветопередачи в стекло экрана примешано небольшое количество кадмия.

Как объяснил Мэтт Маззучи, вице-президент по развитию рынка и бизнеса QD Vision, слой квантовых точек размещен в блоке задней подсветки перед синими светодиодами, используемыми взамен белых, которые применяются другими производителями, в частности, LG.

«QD Vision изготавливает квантовые точки, излучающие красный и зеленый свет в очень узком диапазоне, — продолжил он. — Результат — ЖК-система с хорошей сепарацией красного, зеленого и синего и как следствие, с чистым насыщенным цветом изображения».

Впервые технология квантовых точек получила коммерческое применение в нескольких моделях телевизоров Sony, которые появились в прошлом году. Примеру японской корпорации последовали и другие производители телевизоров и мониторов.

Подобно органическим светодиодам, квантовые точки QD Vision излучают свет только когда это нужно, благодаря чему дисплей рациональнее расходует энергию, обычные ЖК-экраны со светодиодной подсветкой.

Как отмечает Вероника Гонсалез-Тейер, аналитик IHS Technology, применение OLED и подобных нанокристаллических технологий позволяет выпускать очень тонкие дисплеи. По сравнению с ЖК-дисплеями у OLED-экранов выше контрастность и шире диапазон цветов, а также более глубокий черный цвет — благодаря тому, что пикселы сами излучают свет, добавила она.

Первый OLED-телевизор появился на американском рынке во второй половине 2013 года — это была 55-дюймовая модель от LG Electronics с разрешением 1080p. Стоил аппарат 10 тыс. долл. По данным IHS Technology, до начала этого года в Соединенных Штатах было продано всего около 500 таких телевизоров.

«С тех пор цены упали, и сейчас подобный аппарат можно купить по цене от 3500 долл., — отметила Гонсалес-Тейер. — Тем не менее, это намного дороже по сравнению с 55-дюймовыми ЖК-телевизорами разрешения UHD, которые стоят примерно по 2 тыс. долл.»

В августе LG анонсировала первый серийно выпускаемый OLED-телевизор разрешения UHD — 3840х2160 точек. В этом аппарате, оснащенном дугообразным экраном, помимо стандартных красного, синего и зеленого используются подпикселы белого цвета. Телевизор будет предлагаться в вариантах с диагональю 77 и 65 дюймов. Последний будет стоить в США около 11,7 тыс. долл.

С ростом разнообразия брендов и размеров экрана на рынке цены на OLED-телевизоры продолжат падать, уверена Гонсалес-Тейер. Но такие аппараты всегда будут сильно дороже, чем светодиодные, даже c разрешением 4K. Между тем, благодаря усовершенствованиям ЖК-телевизоров стали появляться модели с улучшенной контрастностью и цветопередачей, так что производителям OLED-аппаратов все сложнее оправдывать их высокую стоимость, добавляет аналитик.

В IHS прогнозируют, что за этот год в США будет продано около 14 тыс. OLED-телевизоров, а в 2018 году этот показатель вырастет до 1,2 млн.