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Cómo una tarjeta MicroSD puede almacenar hasta 400GB de datos
Un problema teórico
Medio centímetro no le da mucho espacio, y los dispositivos que se fabrican para tarjetas microSD no pueden volver a ser utilizados para otra cosa. Esto significa que tendrás que trabajar dentro de estas limitaciones. Por lo general, los fabricantes de tarjetas como SanDisk reducirían el tamaño de sus transistores para que quepan más de ellos en un espacio minúsculo. En 2013 este tamaño era de aproximadamente 19 nm. Una lámina de estos transistores dentro de un espacio de medio centímetro daría 8 GB de espacio de almacenamiento, que era abundante para la mayoría de los dispositivos de consumo a pequeña escala.
Para hacer que más memoria quepa en la misma cantidad de espacio, necesitaría apilar los transistores uno encima del otro, creando capas de transistores que doblarían o cuadruplicarían la cantidad de espacio de almacenamiento disponible. Así es como empezaron a aparecer las tarjetas microSD con capacidades de 32 GB. Llega un momento en el tiempo, sin embargo, donde las cosas se ponen un poco demasiado cómodas y tienes que empezar a comer en el marco para encajar más capas.
En el nivel de 19 nm, se necesitarían ocho capas de transistores para ajustar 64 GB de memoria. Para encajar 400 GB, se necesitarían exactamente cincuenta capas. Aunque esto es teóricamente posible, es extraordinariamente difícil de hacer en un espacio tan reducido.
Cuando no hay otra opción que doblar la apuesta
Ya hemos discutido el hecho de que no es posible cambiar las dimensiones de cada ranura en cada dispositivo para que quepa una tarjeta más grande. La única opción que queda es sumergirse aún más en la tecnología de fabricación de microtransistores. ¡Tenemos que hacerlos más pequeños!
Teóricamente, un transistor podría ser tan pequeño como una sola molécula. El 14 de agosto, hemos conseguido hacer transistores de molécula única que funcionaban de forma sostenible a temperatura ambiente. Debido a que el proceso de hacerlas es tan complicado, no podemos esperar que se conviertan en algo dominante en el futuro, pero presentan una ventana a lo que parece el futuro. Pronto veremos transistores de tan sólo 5 nm.
Recuerde, los transistores caben en un espacio tridimensional, lo que significa que a medida que se hacen más pequeños, también se obtiene más espacio para apilarlos. Esto es lo que debe haber sucedido para que SanDisk sea capaz de crear una tarjeta microSD de 400 GB. Bajo la especificación de transistores de 10 nm disponible para los fabricantes a partir de 2017, puede ajustar 400 GB de memoria utilizando 25 capas de transistores, ahora pueden caber aproximadamente 16 GB por capa.
Con los transistores de 5 nm, podríamos terminar creando tarjetas microSD que se ajusten a un terabyte de memoria, que es aproximadamente donde veo el límite. Puede que no seamos capaces de superar ese nivel y probablemente ni siquiera lo necesitemos en un futuro previsible.
Ampliar en: Maketecheasyer
Perros policía que olfatean discos duros y memorias USB
El uso de perros entrenados es habitual en la policía y otras fuerzas de seguridad del estado; gracias a su sentido del olfato, son capaces de detectar dispositivos o sustancias ilegales que de otra manera pasarían indetectables. Desde drogas hasta bombas, estos animales son el mejor amigo de los controles de seguridad, pero no es menos cierto que tienen que actualizarse a los nuevos tiempos. Eso es porque los delitos han evolucionado, y los criminales ya no solo trafican con sustancias, sino también con información.
La policía de Rhode Island (EE.UU.) se ha dado cuenta de esta evolución en el crimen, y por eso a su unidad canina ha llegado Thoreau, un perro labrador capaz de detectar dispositivos de almacenamiento electrónico, como discos duros, tarjetas de memoria. Thoreau recibió un entrenamiento de 22 semanas en el que tenía que encontrar dispositivos electrónicos y era recompensado con comida; es un método que tiene sus críticos, ya que no queda claro si realmente el perro es capaz de detectar el objeto en cuestión o si simplemente mira a su encargado en busca de pistas. Es decir, que el perro lo único que haría sería señalar el sitio que ha indicado el policía y gracias a esto existiría “causa probable” para un chequeo invasivo.
El problema con este método es que prácticamente todo el mundo lleva una memoria USB encima o en su casa; no es algo tan raro como drogas o explosivos. Así que usar un animal para que busque un dispositivo de almacenamiento es la excusa perfecta para poder entrar en la casa del sospechoso y realizar una búsqueda completa.
Ampliar en: omicrono
Un solo átomo, la memoria más pequeña
Un átomo es igual a un bit: de acuerdo con este principio de diseño, sería posible construir memorias de datos magnéticos en el futuro. Actualmente, se necesita un compuesto de varios millones de átomos para estabilizar un bit magnético de manera que los datos del disco duro permanezcan seguros durante varios años. Sin embargo, los investigadores apenas han dado un gran paso hacia un único átomo como bit, se ha fijado un solo átomo sobre una superficie de tal forma que el espín magnético se mantuvo estable durante diez minutos. El artículo aparece en la revista Nature (DOI 10.1038/nature12759).
«A menudo, un solo átomo fijado a un sustrato es tan sensible que su orientación magnética es estable solo durante fracciones de un microsegundo (200 nanosegundos),» según explica Wulf Wulfhekel del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) . Junto con colegas de Halle, han logrado extender este período por un factor de alrededor de mil millones, hasta varios minutos. «Esto no sólo abre la posibilidad de diseñar memorias de ordenadores más compactas, sino que también podría ser la base para la configuración de los ordenadores cuánticos», dice Wulfhekel. Los ordenadores cuánticos están basados en propiedades físicas cuánticas de los sistemas atómicos. Al menos en teoría, su velocidad puede ser superior a la de los ordenadores clásicos por varios factores.
En su experimento, los investigadores colocaron un solo átomo de holmio sobre un substrato de platino. A temperaturas cercanas al cero absoluto, es decir, alrededor de un Kelvin, se mide la orientación magnética de los átomos con la fina punta de un microscopio de efecto túnel. El espín magnético cambió después de sólo unos 10 minutos. «Por lo tanto, el espín magnético del sistema es estable durante un período que es aproximadamente mil millones de veces más largo que el de los sistemas atómicos comparables,» hace hincapié Wulfhekel. Para el experimento, se aplicó un análisis novedoso del microscopio de efecto túnel. Gracias a su sistema de refrigeración especial para el rango de temperaturas cercanas al cero absoluto, está casi libre de vibraciones y permite largos tiempos de medida.
«Para estabilizar el momento magnético por períodos más largos de tiempo, se suprimió el impacto del entorno en el átomo,» indica Arthur Ernst, del Instituto Max Planck de Física de la microestructura. Realizó los cálculos teóricos para el experimento. Normalmente, los electrones del sustrato y del átomo interactúan cuánticamente y desestabilizan el espín del átomo en microsegundos o incluso más rápidamente. Cuando se utiliza holmio y platino a bajas temperaturas, las interacciones perturbadoras se excluyen debido a las propiedades de simetría del sistema cuántico. «En principio, holmio y platino son invisibles el uno al otro en la medida que se refiere a la dispersión del espín,» dice Ernst. Ahora, el espín del holmio podría ajustarse y la información puede ser escrita por medio de campos magnéticos externos. Este sería el requisito previo para el desarrollo de memorias de datos compactas u ordenadores cuánticos.
Karlsruhe Institute of Technology (KIT) es una corporación pública de acuerdo con la legislación del estado de Baden-Württemberg (Alemania). Cumple con la misión de una universidad y la misión de un centro de investigación nacional de la Asociación Helmholtz. Las actividades de investigación se centran en la energía, el medio ambiente natural y construido, así como en la sociedad y la tecnología y cubren todo el rango que va desde los aspectos fundamentales de la aplicación. Con cerca de 9000 empleados, incluyendo cerca de 6000 miembros del personal en el sector de la ciencia y la educación, y 24000 estudiantes, KIT es una de las instituciones de educación más grande de investigación de Europa. La obra de KIT se basa en el triángulo del conocimiento de la investigación, la docencia y la innovación.
Este comunicado de prensa está disponible en http://www.kit.edu .
Nuevo récord de almacenamiento de un cubit de estado sólido
La memorias cuánticas para cubits de larga duración suelen trabajar a temperaturas criogénicas. Se publica en Science una memoria cuántica de estado sólido que almacena un cubit durante más de 3 horas a una temperatura de 1,2 K (el anterior récord era de 3 minutos a 4,2 K). Lo más sorprendente es que además supera los 39 minutos a temperatura ambiente (298 K); el anterior récord, utilizando un cubit implementado en diamante, era de 2 segundos. Se ha utilizado silicio (28Si) dopado con fósforo (31P) como donor y con boro (B) como aceptor. El artículo técnico es Kamyar Saeedi et al., “Room-Temperature Quantum Bit Storage Exceeding 39 Minutes Using Ionized Donors in Silicon-28,” Science 342: 830-833, 15 Nov 2013. Nos lo cuenta Gabriel Popkin, “Quantum information storage that lasts and lasts,” Science News, 14 Nov 2013.
Ampliar en: La Ciencia de la Mula Francis
Interruptor atómico basado en el control de la posición de un solo átomo
Avances recientes en Nanotecnología han permitido miniaturizar a escala atómica los interruptores electrónicos. Ahora, un equipo internacional de científicos de la Universidad de Constanza en Alemania —en el que se encuentra el físico Juan Carlos Cuevas de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM)— ha demostrado que un nanohilo de aluminio puede usarse como un interruptor que se enciende y se apaga controlando eléctricamente la posición de un único átomo.
De acuerdo con el trabajo publicado recientemente en la revista Nature Nanotechnology, estos interruptores atómicos podrían convertirse en los elementos de memoria no volátil más pequeños que hasta ahora se hayan desarrollado para el almacenamiento de información.
Los experimentos que llevaron a estas conclusiones debieron realizarse a muy bajas temperaturas (por debajo de 1 K), ya que es en estas condiciones que el aluminio se convierte en un material superconductor.
Alcanzar la superconductividad del aluminio permitió a los científicos utilizar las características corriente-voltaje para revelar las propiedades cuánticas de transporte en ambas posiciones del interruptor (apagado y encendido).
“En los experimentos se utilizó un puente metálico basado en una película delgada o nanohilo de aluminio —explica Juan Carlos Cuevas—. Este puente se rompe primero de forma controlada por medios mecánicos para formar un contacto con apenas unos pocos átomos en su parte más estrecha. Después se hace pasar una corriente eléctrica mediante un complejo protocolo, hasta que se consigue que el nanohilo exhiba dos valores de la resistencia eléctrica bien definidos. Cuando esto ocurre, el nanocircuito se comporta como un interruptor electrónico”, completa el físico de la UAM.
En el plano teórico los investigadores llevaron a cabo simulaciones por ordenador para averiguar las configuraciones atómicas que se generan en el interruptor. Estas simulaciones, combinadas con un teoría cuántica de la conducción eléctrica, permitieron a los científicos demostrar que el proceso de conmutación del interruptor se produce por la reordenación de un solo átomo inducida por el paso de la corriente.
Fuente: Cienci Kanija
Licencia CC
Implantan en un cerebro la primera memoria artificial
La investigación, publicada en la revista Journal of Neural Engineering, consiste en un chip de memoria que permite implantar recuerdos en un cerebro vivo. El chip ha sido probado con éxito, de momento, en una rata de laboratorio.
El experimento funciona dela siguiente forma. Se implanta un chip que registra las ondas cerebrales que llegan al hipocampo, porción del cerebro encargada de la memoria a largo plazo. El chip mide los estímulos que llegan a dos regiones denominadas CA1 y CA3 y que son las que controlan el proceso de aprendizaje y memorización de nuevos conocimientos.
Con el chip registrando datos, los equipos dirigidos por el Doctor Theodore Berger enseñaron a la rata a pulsar una determinada palanca para obtener agua.
Una vez la rata se hizo con el mecanismo. Los científicos anestesiaron la región CA1 con fármacos e hicieron al chip realizar el proceso inverso, o sea, enviar al hipocampo las ondas cerebrales grabadas durante el aprendizaje. La rata, aún con esa parte de su cerebro dormida, era capaz entonces de recordar lo aprendido gracias a los datos contenidos en el chip.
Fuente: smartplanet
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