Разработка запоминающих устройств и запоминающих устройств

В компьютерном мире очень много ажиотажа вызывают технологические достижения, которые имеют место, такие как дополненная реальность, беспилотные автомобили, умные дома, искусственный интеллект, голосовое управление и т. Д. Но все это не имело бы значения, если бы не было устройств хранения памяти. который мог быстро и надежно читать и передавать данные. Это то, что движет всем остальным.

Поиск надежных устройств на протяжении многих лет всегда был серьезной проблемой для частных лиц и предприятий. Только несколько пионеров смогли внести свой вклад в отрасль. Одним из таких людей, достойным этого упоминания, является Хардаял Сингх Гилл.

Хардаял Сингх Гилл – выдающийся инженер в области хранения данных и устройств памяти. Доктор философии Имеет степень доктора физики твердого тела Миннесотского университета. Бывший сотрудник Hewlett Packard Labs, IBM Corporation, Hitachi Global Storage Technologies и Western Digital Corporation. За свою карьеру ему приписывают выдачу более 320 патентов США на «запоминающие устройства и записывающие компоненты».

Его понимание и опыт позволили ему глубже понять значение памяти и запоминающих устройств.

Что делает его ключевой фигурой в области памяти и запоминающих устройств? Хардаял Сингх был избран научным сотрудником IEEE в 1995 году за его вклад в создание головок магнитной записи для жестких дисков.

Достижения Хардаяла Сингха как дальновидного и новаторского можно почерпнуть на пьедестале с некоторыми из первых участников в области запоминающих устройств. Он раздвинул границы инноваций и представил способы использования тонких магнитных пленок для повышения надежности и производительности запоминающих устройств. Легкие и эффективные запоминающие устройства находят множество применений в компьютерах, smartphones, датчики движения, базы данных и смарт-карты.

Этот обширный спектр приложений позволяет Хардаялу Сингху стать экспертом. Его репутация предшествует ему, поскольку он был первым, кто применил магниторезистивные (MR) головки к жестким дискам во время работы в IBM Corporation.

Обычный MR-датчик обычно используется в дисковых накопителях большой емкости. Это наиболее распространенные датчики, поскольку они способны считывать данные с любой поверхности диска. Они также могут считывать диски с линейной плотностью и большей дорожкой, чем тонкопленочная индукционная головка.

Почему важны устройства хранения?

Компьютерные устройства использовались для заполнения целых комнат. Эти устройства вообще не были портативными. Объем данных, переносимых этими запоминающими устройствами и запоминающими устройствами, был экспоненциально низким, но при этом занимал огромное количество физического пространства.

Будь то фотоальбом, личная музыкальная коллекция или организация, использующая критически важную бизнес-систему, хранение данных всегда было необходимостью для всех сегодня. С момента своего первого внедрения технология претерпела значительные изменения.

Компьютеры теперь меньше и портативны, но при этом становятся все более емкими и эффективными для хранения данных. Емкость запоминающего устройства в вычислительном устройстве является ключевым фактором, определяющим его соотношение цены и качества.

Учитывая все эти приложения, в деловом мире широко используются устройства хранения и памяти. У всех предприятий есть уникальные потребности в хранении, когда к данным часто обращаются. Эффективная читаемость позволяет легко изменять данные и получать к ним доступ.

Ни одна из упомянутых выше технологий не стала бы возможной без столетия устойчивых инженерных и научных умов, работающих за ней. От изобретения магнитной ленты в 1928 году до облачных технологий устройства хранения, несомненно, прошли долгий путь.

В 1980 году Хардаял Сингх спроектировал и разработал микросхемы пузырьковой памяти максимальной емкости (4 Мбайт) в сотрудничестве с группой разработчиков National Semi-Conductor.

Микросхемы пузырьковой памяти – это энергонезависимая память, в которой широко используется тонкий магнитный материал. Планировалось, что это будет будущее устройств хранения памяти, которые могут играть как основную, так и второстепенную роль. Затем технология устарела и была заменена на DRAM и HDD.

Размер существующих сегодня устройств хранения важен с точки зрения их использования по нескольким причинам. Эти устройства портативны и безопасны как никогда. Например, флэш-накопители, USB-устройства, внешние жесткие диски и т. Д. Используются в личных и профессиональных целях во всем мире.

Проблемы хранения и запоминающих устройств

Хранение и управление большими объемами данных с течением времени. Мы живем в век информации. Скорость, с которой растут данные, емкость, стоимость, производительность и стабильность считаются идеальными факторами для всех решений для хранения данных.

Несмотря на все упомянутые выше проблемы, надежность всегда была главной проблемой. Надежность любого запоминающего устройства измеряется его способностью извлекать данные без потери данных. Основная цель исследования Хардаяла Сингха заключалась в том, чтобы убедиться, что в устройстве хранения используется тонкая магнитная полоса. Когда компоненты устройства меньше, само устройство становится достаточно портативным.

Хардаял Сингх провел несколько исследований для решения большинства этих проблем. Некоторые из наиболее заметных основаны на магнитных туннельных переходах и на том, как их можно улучшить с помощью изолированного антиферромагнитного слоя. Другое исследование, которое было одним из наиболее цитируемых, касается того, как спроектировать структуру головки туннельного перехода, вызывающую шунтирование тока.

Магнитные пленки в запоминающих устройствах

Хардаял Сингх разработал первые головки с гигантским магнитосопротивлением в IBM, которые были запущены в 1997 году и были отмечены за этот вклад. Его идея об использовании очень тонкого антиферромагнитного материала, отрицательного дельта M, применена к головкам с магнитным туннельным переходом (MTJ) и гигантским магнитосопротивлением (GMR) для создания конструкций с самоприкреплением.

Магнитные пленки – неотъемлемая часть любого электронного устройства. Поэтому важно понимать ценность формы, размера и толщины используемой пленки. Магнитные пленки используются для простой передачи данных.

Магнитные пленки широко используются, поскольку они упрощают хранение и передачу данных. Согласно исследованию, было показано, что магнитные пленки уменьшают энергию, необходимую для поиска и хранения данных, в 10 000 раз.

Его идеи использования MJT с перпендикулярной магнитной анизотропией до сих пор широко используются в производстве оперативной памяти (RAM).

Использование тонких ферромагнитных материалов в устройствах хранения данных, таких как жесткий диск, может увеличить поток электронов в устройстве, что приведет к более быстрой передаче данных. Исследование Массачусетского технологического института показало, что использование тонких ферромагнитных пленок может значительно повысить производительность устройства. Более того, это также сделает устройство более надежным. Тонкие магнитные пленки обладают ударопрочностью, т.е. лучше переносят падения благодаря своей гибкости.

Использование ферромагнитного материала в настоящем изобретении направлено на запоминающие устройства, которые могут быть реализованы как головки для нескольких дисководов. MTJ имеет по крайней мере пару из двух отдельных слоев металлических антиферромагнитных слоев и очень тонкий изолирующий туннельный барьер.

Подход Хардаяла Сингха позволил реализовать его в конструкциях магнитных датчиков, таких как MRAM, записывающий диск и ячейки памяти, не требующие нарушений. Устройство MJT можно использовать в качестве датчика магнитного поля в магнитном жестком диске или массиве MRAM.

Его изобретение предоставило пространство для дополнительных наблюдений за критическим уровнем. Одним из основных вопросов, которым он занимался в своей работе, была стабилизация конструкции устройства MJT. Он нашел способ противостоять этому, окружив свободную стопку твердым материалом смещения. Его работа предполагает оптимальную стабилизацию при выполнении слоя жесткого смещения, сосредоточенного вокруг свободного стека.

Изобретение относится к магниторезистивным датчикам с туннельным переходом. Он используется для считывания информационных сигналов, проходящих через магнитный носитель.

Ему также приписывают создание инновационных методов магнитного сброса для самопроизвольных дизайнов. Эти конструкции использовались для сброса магнитных состояний свободного и опорного слоя для всей пластины и носителей строк.

Использование антиферромагнитных материалов

Одним из вкладов Хардаяла Сингха было использование антиферромагнитного материала в датчиках MTJ. Антиферромагнитные материалы улучшают способ записи и чтения информации в устройствах с помощью электричества. Это микроскопические магниты с противоположной ориентацией. В современных компьютерах используются кремниевые компоненты, но они не так эффективны, как антиферромагнитные материалы.

Исследователи и ученые на протяжении десятилетий идентифицировали антиферромагнитные материалы. Однако только недавно он привлек к себе заслуженное внимание. Нобелевский лауреат Луи Неэль в своем исследовании сделал вывод о перспективах антиферромагнитных материалов. Причина, по которой антиферромагнитные материалы считаются лучше кремниевых компонентов, потому что они невосприимчивы к внешним магнитным полям.

Исследования показывают, что антиферромагнитный материал обладает большей электропроводностью. Однако оставалась еще одна основная проблема; антиферромагнетики обладают плохой коррозионной стойкостью. Его использование было ограничено после того, как эта проблема, казалось, существовала без решения.

В 2001 году его исследование показало, что электрическая изоляция антиферромагнитного материала, похоже, решила проблему с запоминающими устройствами. Это был крупный прорыв, который привел к разработке многих других устройств будущего.

Кроме того, встречающиеся в природе магниты имеют разные типы потенциала магнетизма. Их магнетизм основан на двух основных факторах. Во-первых, величина момента магнитного материала, а во-вторых, направление, которое определяет крутящий момент, испытываемый магнитом от внешнего магнитного поля. Основываясь на этой характеристике, магниты отличаются друг от друга.

Исследование также добавило, что антиферромагнитные материалы похожи на ферромагнетики, но их магнитные моменты антипараллельны соседним моментам. Это выравнивание происходит спонтанно ниже критической температуры, также известной как температура Нееля.

Этот материал может коррелировать с изменением магнитной структуры и может предвещать сверхбыстрые компьютерные логические системы. Есть также несколько других возможностей, например, кредитные карты, которые нельзя стереть с помощью внешних магнитных полей.

Магнетизм антиферромагнитного материала самопроизвольно выравнивается при приложении магнитного поля, а также при температуре ниже критического уровня. Когда внешнее поле удаляется, материал в конечном итоге сохраняет антипараллельное выравнивание.

Этот материал – один из самых интересных элементов, которые можно встретить в природе. Растущие исследования показали, что антиферромагнитный материал известен своей сверхпроводимостью. Этот материал может вести себя как ферромагнетики, так и антиферромагнетики. Соответствующие магнитные и структурные свойства напоминают металл-изолятор. Как следствие, при приложении поля происходит значительное изменение уровня проводимости.

Нижняя линия

В наш информационный век память и запоминающие устройства имеют огромное значение. Однако в настоящее время устройства хранения не только умны и портативны, но также многофункциональны и безопасны. Устройства, которые мы видим сегодня, – это скорее производная версия того, как они выглядели пару десятилетий назад.

Хардаял Сингх Гилл был одним из первых разработчиков в области памяти и запоминающих устройств, и его работа привела к множеству технологических прорывов. Его академический и профессиональный опыт делает его провидцем в этой области, хорошо разбирающимся в технологиях и понимающем, как он может внести больший вклад. Как один из самых выдающихся и влиятельных представителей технологической индустрии, он использует свои беспрецедентные навыки для просвещения других с помощью знаний.