Evolusi Memori Komputer - Dari Semikonduktor ke Protein

Evolusi Memori Komputer

Memori Semikonduktor

Memori komputer konvensional dikenal sebagai "memori semikonduktor" dan ditemukan pada tahun 1968. Memori ini didasarkan pada teknologi yang dikenal sebagai "semikonduktor" yang ditemukan pada tahun 1947. Banyak semikonduktor yang dikelompokkan bersama disebut "sirkuit terpadu", lebih dikenal sebagai " chip komputer". Contoh memori semikonduktor termasuk ROM, RAM dan memori flash. Keuntungan besar RAM komputer (memori utama) adalah harga; ram tidak mahal. Kerugian utama dari RAM adalah volatilitas; ketika Anda mematikan komputer, isi RAM hilang.

Memori Molekuler

Memori molekuler adalah nama teknologi yang menggunakan molekul organik untuk menyimpan data biner. Cawan Suci dari teknologi ini adalah menggunakan satu molekul untuk menyimpan satu bit. Dalam waktu dekat, akan lebih realistis untuk mengharapkan memiliki sistem yang menggunakan kelompok besar molekul untuk mewakili bit tunggal. Berbagai jenis molekul telah diteliti, termasuk molekul protein. Nama yang lebih tepat dari sistem memori molekuler yang menggunakan molekul protein adalah Protein Memory. Jenis lain dari memori molekuler akan memiliki nama yang lebih tepat berasal dari jenis molekul yang menjadi dasar teknologi.

Memori Protein

Pada pertengahan 1990-an, pengembangan sistem memori berbasis protein adalah proyek Robert Birge - profesor kimia dan direktur W.M. Pusat Keck untuk Elektronik Molekuler. Dia dibantu oleh Jeff Stuart, seorang ahli biokimia dan salah satu mahasiswa pascasarjana Birge. Molekul protein yang dimaksud disebut bacteriorhodospin. Berwarna ungu, ia ada dalam mikroorganisme halobacterium halobium yang tumbuh subur di rawa-rawa garam di mana suhu bisa mencapai 140F.

Protein mengalami perubahan molekuler ketika mengalami cahaya sehingga ideal untuk mewakili data. Setiap perubahan molekuler adalah bagian dari serangkaian banyak keadaan berbeda yang dikenal sebagai siklus foto. Ada tiga negara utama: negara bR, negara O dan negara Q. Keadaan O mewakili biner 0 dan keadaan Q mewakili biner 1 sementara bR atau keadaan istirahat netral. Untuk bertahan dari kondisi keras rawa garam, protein harus sangat stabil, faktor kritis jika ingin digunakan untuk mewakili data.

Sementara dalam keadaan bR, protein ditempatkan dalam wadah transparan yang disebut cuvette, berukuran 1 x 1 x 2 inci. Kuvet kemudian diisi dengan gel. Protein difiksasi dengan pemadatan gel. 2 array laser - satu merah dan satu hijau - digunakan untuk membaca dan menulis data sementara laser biru digunakan untuk menghapus.

Kapasitas Membaca, Menulis dan Penyimpanan

 bR dari siklus foto

Kami akan mulai dalam keadaan bR dari siklus foto. Sekelompok molekul ditargetkan dan dipukul oleh array laser hijau, juga dikenal sebagai laser Paging. Molekul-molekul ini sekarang dalam keadaan O yang mewakili biner 0. Keadaan O memungkinkan untuk 2 tindakan yang mungkin:

• Membaca - dilakukan dengan set laser merah diatur pada intensitas rendah

• Menulis biner 1 - dilakukan dengan set laser merah yang diatur pada intensitas tinggi yang menggerakkan molekul ke keadaan Q

Status Q memungkinkan untuk 2 tindakan yang mungkin:

• Membaca - dilakukan dengan set laser merah diatur pada intensitas rendah

• Penghapusan - dilakukan dengan laser biru yang menggerakkan molekul kembali ke keadaan bR

Semikonduktor ke Protein

Sistem penyimpanan bacteriorhodospin lambat. Meskipun molekul berubah status dalam mikrodetik (sepersejuta detik), molekul ini lambat jika dibandingkan dengan memori semikonduktor yang memiliki waktu akses yang diukur dalam nanodetik. Sayangnya, waktu yang diperlukan untuk benar-benar melakukan membaca atau menulis bahkan lebih besar, pada urutan sepuluh milidetik (seperseribu detik). Kecepatan transfer data pada perangkat penyimpanan jenis ini juga sangat lambat - 10 MBps (MB per detik). Secara teori, kuvet 1 x 1 x 2 inci dapat menampung 1 TB data atau kira-kira satu triliun byte. Pada kenyataannya, Birge berhasil menyimpan 800 MB dan berharap untuk mencapai kapasitas 1,3 GB (miliar byte). Teknologi ini membuktikan bahwa NASA sedang menjajaki metode peningkatan teknologi selama misi pesawat ulang-alik, yang pada kenyataannya menghasilkan kepadatan penyimpanan yang lebih tinggi.

Kesimpulan

Upaya Birge untuk membangun sistem memori berbasis protein untuk komputer desktop tidak berhasil. Meskipun visi Birge gagal, pengembangan beberapa bentuk memori molekuler (mungkin protein) untuk komputer desktop, tampaknya mungkin. Para ilmuwan juga terus bekerja mengembangkan ide-ide lain yang melibatkan memori protein. Satu ide dari tahun 2006 adalah untuk menerapkan lapisan protein bR ke permukaan DVD untuk meningkatkan kapasitas penyimpanan, secara teoritis hingga 50 TB (lebih dari 50 triliun byte). Disk blu-ray dual layer memiliki kapasitas 50 GB (lebih dari 50 miliar byte).