Человечеству крайне необходимы различные хранилища информации — как портативные, так и не очень. Понимая это, производители предлагают весьма интересные, а иногда и экзотические решения. На днях одна из компаний, Machdyne, представила накопитель на базе FRAM, который способен хранить лишь 8 КБ данных, что исчезающе мало в современном мире. Но зато эту информацию можно рассчитывать получить и через 200 лет.
Что это за устройство?
USB-флешка получила название Blaustahl, её разработала компания Machdyne. Кстати, заявление относительно 200 лет — интересное, но непонятно, насколько оно правдивое. Дело в том, что девайс оснащён микроконтроллером Raspberry Pi RP2040, что делает его пригодным для различных приложений безопасного хранения данных, если он может поместиться в небольшой объём дискового пространства. Но прослужит ли чип два века? Да и при помощи чего через такой длительный срок можно будет считать информацию?
Как бы там ни было, флешка уже поступила в продажу. Её цена составляет 29,95 евро с учётом налогов. И да, если вам это важно — у флешки есть синий светодиод, который показывает режим работы устройства.
Устройство использует FRAM (сегнетоэлектрическое ОЗУ), известное сверхнизким энергопотреблением, высокой скоростью записи (например, если вам важно 8 КБ) и чрезвычайной надёжностью. Так, девайс способен выдержать один миллион миллиардов циклов чтения/записи (опечатки нет, в оригинале речь про one million billion read/write cycles). Это превосходит флэш-память EEPROM и NOR с точки зрения производительности, но за новые возможности придётся платить. Blaustahl включает в себя 4 МБ флэш-памяти NOR для прошивки и порт USB типа A, который не требует дополнительных драйверов в большинстве операционных систем.
Что можно хранить на устройстве ёмкостью 8 КБ? Несколько страниц текста, конечно, без иллюстраций. Кстати, Blaustahl получил и встроенный текстовый редактор, доступный через программы последовательной связи, такие как PuTTY и Tera Term. Как раз эта возможность делает его идеальным для безопасного хранения паролей, ключей криптовалюты, заметок и данных геокэшинга.
FRAM выделяется своей долговечностью и надёжностью по сравнению с другими решениями. Он может хранить данные более 200 лет при температуре 35 °C, превосходя по производительности флэш-память NOR, срок службы которой, по данным производителя, составляет до 200 лет, и флэш-память NAND, срок службы которой составляет от 16 до 20 лет в аналогичных условиях. EEPROM также обеспечивает хорошую сохранность информации, но с меньшим количеством циклов записи по сравнению с FRAM.
Ключевым преимуществом FRAM перед DRAM является то, что происходит между циклами чтения и записи. В DRAM расположенный на металлических электродах заряд утекает через изоляционный слой и управляющий транзистор, в результате чего исчезает совсем. Также в DRAM для хранения данных дольше нескольких миллисекунд каждая ячейка должна периодически считываться и перезаписываться, что получило название «регенерации». Каждая ячейка должна обновляться множество раз в секунду (раз в ~65 мс), что требует постоянного источника питания.
В отличие от DRAM, FeRAM требует питания только при реальном считывании или записи в ячейку. Значительная часть энергии, используемой DRAM, тратится на регенерацию, поэтому результаты измерений, на которые ссылаются разработчики TTR-MRAM, здесь также вполне уместны — они свидетельствуют об энергопотреблении на 99% ниже по сравнению с DRAM.
Работа над накопителем ведётся активная. Вскоре выйдут обновления прошивки, которые будут включать функции шифрования, что ещё сильнее увеличит безопасность устройства. Прошивка, схемы и файлы дизайна корпуса доступны на GitHub, что позволяет пользователям исследовать и модифицировать устройство в соответствии со своими потребностями.
Кстати, плотность FRAM может быть поднята за счёт улучшения технологии процесса производства FeRAM и структуры ячеек, например благодаря разработке структур вертикальных конденсаторов (по аналогии с DRAM) для уменьшения области воздействия на ячейку. Но тут одна проблема — уменьшение размеров ячейки может привести к тому, что заряд, хранящий данные, станет слишком слабым для обнаружения.
Не только FRAM, но и ДНК
Речь о том, что недавно был предложен ещё один необычный накопитель, на основе ДНК. Он более экзотический, если так можно выразиться.
Это не концептуальный проект, а реальное устройство, которое работает. По словам производителя, объём памяти карты составляет всего 1 КБ, что чрезвычайно мало в мире, где мы привыкли к гигабайтам и терабайтам. Но на данный момент это всё, чего удалось добиться разработчикам. Тем не менее есть и положительные стороны: так, срок службы устройства составляет 150 лет. Плюс ко всему система базируется на радикально новой технологии — хранении информации на базе ДНК.
Стоит напомнить, что даже дискеты, которые считаются безнадёжно устаревшими носителями, имели гораздо больший объём памяти — в случае стандартных 3,5-дюймовых «флоппиков» речь идёт об 1,4 Мб.
Есть и ещё один нюанс — никакого устройства для считывания компания не предлагает, вместо этого расшифровкой сохранённых данных будет заниматься лаборатория от Biomemory, что представляет собой известное неудобство. Если нужно считать информацию, ждать 8 дней — это как-то слишком.
Кроме того, было бы неплохо удостовериться в том, что карта может хранить данные хотя бы десяток лет. Для подтверждения слов представителей компании придётся ждать очень долго. Тем не менее устройство уже работает, есть proof-of-concept. Продавать свои карты компания собирается не ранее 2026 года. Зато в будущем на считывание данных планируется тратить не 8 дней, а «всего» несколько часов.
Сейчас даже получить свои данные в читаемом виде не получится. Сначала записанную на карте информацию нужно будет отправить в лабораторию Eurofins Genomics. Её специалисты считают последовательность нуклеотидов, и её же, в расшифрованном виде, отправят владельцу накопителя.
Ну а потом уже, используя специальный переводчик, предполагается расшифровать информацию и получить свой килобайт данных. Лаборатория отправляет последовательность нуклеотидов по электронной почте.
Зачем за всё это платить тысячу евро, пока неясно. Конечно, накопители нового типа на базе ДНК — отличная идея, но только в том случае, если эта идея работоспособна и удобна для пользователя. Что можно хранить на накопителе ёмкостью в 1 КБ и зачем испытывать неудобства, имея столько условий для расшифровки своей информации, — пока неясно. Тем не менее если стартап добьётся дальнейших успехов, тогда, возможно, технология станет гораздо более популярной.