Новый метод радиационно-стойкого хранения компьютерных данных, разработанный исследовательской группой в американском Университете Алабамы в Хантсвилле (UAH), способен найти непосредственное применение в атомной энергетике и космической отрасли. Об этом сообщает портал TechXplore. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
«Объемы цифровых данных для аналитики и управления процессами экспоненциально растут, особенно в космической и ядерной сферах», – отметил доктор Бисваджит Рэй, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники Университета Алабамы. Руководимая им исследовательская группа в UAH создала новую систему хранения данных, которая не требует электронной зарядки для флэш-памяти NAND, как это делают традиционные накопители данных.
«Мы особым образом используем механизм пробоя оксидного слоя транзистора, чтобы запечатлеть информацию в стандартных, коммерчески доступных ячейках памяти. Такой метод важен тем, что он более устойчив к радиационному повреждению по сравнению с традиционным», – пояснил д-р Рэй.
Радиационная устойчивость характеризуется как совокупная общая доза, выраженная в радах – системных единицах, соответствующих 100 эрг энергии, поглощённой одним граммом вещества. Всего один килорад (1000 рад) – это достаточно сильная доза радиации, чтобы убить человека.
Исследователи UAH протестировали чипы облучением до 100 килорад и подтвердили явные преимущества своего нового метода, который показал линейную зависимость коэффициента битовых ошибок от общей радиационной дозы, тогда как традиционный метод демонстрирует экспоненциальный рост.
Хотя при использовании нового метода в радиоактивных средах теряется гораздо меньше данных, у него есть и собственные недостатки. Так, время производства записи/считывания данных длится дольше, чем у традиционного электронного хранилища. Но доктор Рэй говорит, что некоторые из этих недостатков можно свести к минимуму, если производители чипов NAND одобрят реализацию нескольких дополнительных операций на своих чипах.
«Время записи для традиционных флэш-носителей NAND составляет примерно несколько миллисекунд на страницу размером 16 КБ, тогда как время печати в нашем предложении будет составлять несколько секунд – то есть увеличится примерно в 1000 раз. Однако предлагаемая методика нацелена на те приложения, где запись данных будет выполняться только один раз, и, следовательно, это не будет существенным узким местом», – добавил д-р Рэй.
Это исследование UAH частично поддерживалось по контракту Управлением по ядерной энергии Министерства энергетики США. Для его проведения национальный центр ядерных исследований Sandia предоставил источники гамма-излучения Cobalt-60 и помог провести эксперименты. На будущие исследования группе доктора Рэя выделен пятилетний грант в размере 650 000 долларов в рамках программы Национального научного фонда США – как объявлено, «для создания более отказоустойчивых, долговечных и энергоэффективных компьютерных накопителей памяти».
По словам д-ра Рэя, эта работа будет включать в себя дальнейшие испытания новой методики защиты компьютерной техники в условиях очень высокой радиации, например, при общей дозе более 1 мегарад. «Мы планируем работать с производителями NAND для создания радиационно-стойких периферийных NAND-устройств. Мы также планируем оценить реакцию на высокие дозы путем выборочного экранирования этих периферийных устройств», – отметил Рэй.