Исследователи из Технологического института Джорджии (США) разработали новый тип NAND-памяти на основе сегнетоэлектрических материалов, способный выдерживать уровень радиации в 30 раз выше, чем традиционная флеш-память.
По мере того как космические миссии удаляются все дальше от Земли, космическим аппаратам приходится все больше полагаться на собственные вычислительные мощности и системы хранения данных. Ожидается, что ключевую роль в обработке растущих объемов информации будет играть искусственный интеллект. Однако память, на которой будут работать такие системы, должна сохранять надежность в одной из самых суровых сред во Вселенной.
Сегодня основным стандартом хранения больших объемов данных в космосе остается NAND-флеш — та же технология, которая используется в смартфонах, ноутбуках и дата-центрах. Она обеспечивает огромную емкость хранения, достигающую терабитных масштабов. Но космическая радиация постепенно разрушает такие накопители: высокоэнергетические частицы воздействуют на электрические заряды, в которых хранится информация, вызывая повреждение данных.
Исследователи из Технологического института Джорджии предложили альтернативу — сегнетоэлектрическую NAND-память, основанную на принципиально ином способе хранения информации. Результаты исследования опубликованы в журнале Nano Letters.
Сегнетоэлектрические материалы способны сохранять постоянную электрическую поляризацию даже без внешнего воздействия. Именно эта поляризация и используется для хранения данных — в отличие от обычной флеш-памяти, где информация записывается в виде захваченного электрического заряда.
Ключевым материалом стал оксид гафния — совместимое с кремнием соединение, у которого около 15 лет назад впервые обнаружили сегнетоэлектрические свойства. Однако даже исследователей удивил уровень радиационной стойкости новой архитектуры памяти.
Новые тесты показали, что память выдерживает до одного миллиона рад — единиц поглощенной дозы радиации.
Для сравнения:
- спутникам на низкой околоземной орбите требуется защита на уровне 5–30 тысяч рад;
- аппаратам на геостационарной орбите — 100–300 тысяч рад;
- миссии в дальний космос могут сталкиваться с дозами до одного миллиона рад.
Новая технология сочетает не только высокую устойчивость к радиации, но и стабильную работу даже в наиболее жестких условиях космоса — именно то, что потребуется для будущих межпланетных миссий.