Od fundamentu cyfrowego mózgu po kartę ze zdjęciami z wakacji. Co warto wiedzieć o rozwoju pamięci masowych?

Czy da się skopiować ludzki mózg w ramach układu scalonego? Inżynierowie Samsung, wspólnie z uczonymi z Harvardu, są o krok bliżej poznania odpowiedzi na to pytanie. Główną ideą zaprezentowaną przez badaczy jest swoiste kopiowanie i wklejanie mapy połączeń neuronalnych mózgu za pomocą przełomowej macierzy nanoelektrod oraz wklejania jej na trójwymiarową sieć pamięci stałych. Dzięki temu podejściu autorzy mają nadzieję stworzyć układ pamięciowy, który naśladuje wyjątkowe cechy obliczeniowe mózgu - niskie zużycie energii, łatwość uczenia się, adaptację do środowiska, a nawet autonomię i poznawczość.

Macierz nanoelektrod może skutecznie wnikać w dużą liczbę neuronów, dzięki czemu może rejestrować ich sygnały elektryczne z dużą czułością. Te równoległe pomiary wewnątrzkomórkowe informują o mapie połączeń neuronalnych, wskazując, gdzie neurony łączą się ze sobą i jak silne są te połączenia. Skopiowaną mapę neuronalną można następnie wkleić do sieci pamięci nieulotnych, takich jak komercyjne pamięci flash, programując każdą pamięć tak, aby jej przewodność reprezentowała siłę każdego połączenia neuronalnego w skopiowanej mapie.

Czytaj też:

Uczeni sugerują strategię szybkiego wklejania mapy połączeń neuronalnych na sieć pamięci. Taka sieć specjalnie zaprojektowanych pamięci nieulotnych może uczyć się i być mapą połączeń neuronalnych, gdy jest bezpośrednio napędzana przez sygnały zarejestrowane wewnątrzkomórkowo. Jest to model, który bezpośrednio pobiera mapę połączeń neuronalnych mózgu na chip pamięci.

Stworzenie tak skomplikowanego chipu jest możliwe tylko za sprawą innowacyjnych procesów technologicznych, w czym Samsung jest akurat dobry. Tym niemniej czy z tych badań i inwestycji płynie jakakolwiek korzyść dla konsumentów inna niż obietnica wspaniałych cyfrowych usług w odległej przyszłości? Okazuje się, że w większym stopniu, niż się wydaje. W tym celu Samsung w tym roku zaprezentował nową, 32-gigabitową pamięć DRAM DDR5 o pojemności 500 tys. razy większej niż 64-kilobitowa DRAM opracowana 40 lat temu. Uzyskano ją dzięki rozwiniętej technologii projektowania, która zapewnia efektywne rozmieszczenie komponentów w obudowie - rozwijanej w dyskach serwerowych spółki.

– Samsung Electronics oferuje polskim klientom produkty Branded Memory oraz rozwiązania DCT, czyli Data Center Technology. Zaś druga spółka związana z memory to Samsung Semiconductors. Chcemy mówić naszym konsumentom, w kontekście branded memory, czyli tych produktów bardziej dedykowanych dla przysłowiowego Kowalskiego, że gdy mamy do czynienia ze sztuczną inteligencją, to oczywiście myślimy o skomplikowanych chipach, o procesorach, o zaawansowanej pamięci. To ta sama pamięć, którą Samsung produkuje do tego typu rozwiązań, jest też zastosowana w rozwiązaniach konsumenckich – mówi w rozmowie ze Spider’s Web Radosław Szulik, ekspert ds. pamięci w Samsung Electronics.

Łatwo w to uwierzyć. Jeszcze niedawno zakładano, że za sprawą popularyzacji chmury obliczeniowej rynek pamięci znacząco będzie rósł - i nawet sobie nie wyobrażano w jaki sposób ów popyt będzie zwielokrotniony przez rozwój SI. Jednak co ciekawe, zwiększa się też na nowo zainteresowanie pamięciami na rynku konsumenckim. Chmura publiczna, jak się okazuje, ma wciąż zbyt wiele ograniczeń i wcale nie chodzi tu o jej pojemność. A raczej nie tylko.

Kluczowe trendy rozwoju w pamięciach masowych to:

Polska nadal jednak czeka na swój Wielki Projekt Naukowo-Badawczy: - Szczerze mówiąc szukamy takiego partnera do tego rodzaju przedsięwzięcia, choć w Polsce są duże możliwości rozwoju tego typu przedsięwzięć. Rozglądamy się, żeby znaleźć czy to uczelnie, czy firmy, które mogą z nami różne innowacyjne rzeczy robić. Tym niemniej mamy kilka fajnych projektów, związanych z wojskowością czy z cyberbezpieczeństwem. Wspólnie z jednym z partnerów B2B wykonujemy obudowy na dyski, by zabezpieczać je przed ulotem elektromagnetycznym. Rozwiązanie to zwiększa ochronę danych przed przechwyceniem drogą fal magnetycznych. Obecnie stara się o certyfikację dysku jako sprzętu odpowiedniego do celów wojskowych. Stosujemy je głównie przy dyskach Samsung T7 - zauważa Szulik.

Tym niemniej większość wymienionych korzyści z rozwoju produktów dla Dużych Klientów dziedziczą niejako konsumenci. A ci coraz mocniej interesują się pewnym nośnikiem, któremu niedawno jeszcze prognozowano szybkie wymarcie.

Popularyzacja telefonów komórkowych z aparatami, z których z czasem zniknęły miejsca na karty pamięci oraz publicznej chmury negatywnie wpłynęły na zainteresowanie przenośnymi pamięciami. To jednak rośnie na nowo. Coraz łatwiej jest zdobyć popularność na mediach społecznościowych, na których szczególnie chętnie konsumowane są treści wideo. Nawet dobrej klasy zwykłe konsumenckie telefony i aparaty potrafią rejestrować wideo w 8K i w HDR. Te półprofesjonalne i profesjonalne przy wysokiej przepływności. Te dane nie tylko wymagają dużej ilości pamięci do zapisu, ale też rzeczona pamięć musi być szybka - bo owe dane są następnie przez użytkownika lub urządzenie przetwarzane.

To jeden z coraz większej liczby przykładów. Innym mogą być gracze: od kilkunastu miesięcy istotnie rośnie popularność przenośnych komputerów osobistych udających mobilne konsole do gier. Jednym z atutów tych urządzeń jest możliwość powiększania ich pamięci za pomocą karty SD. Tyle że by gra działała szybko i płynnie owe karty muszą być dość szybkie. Na szczęście ich rozwój postępuje na tyle dynamicznie, że klienci mogą liczyć nie tylko na dostępność takich akcesoriów - ale i na rozsądne ceny.

Na rynku kart pamięci można zaobserwować kilka najnowszych trendów, takich jak:

- Wielu twierdzi, że rynek kart pamięci się kurczy, bo mówiąc o nich ma na myśli telefon - takie bardzo proste skojarzenie. Trzeba spojrzeć na to trochę szerzej, na wszystkie urządzenia, które nagrywają: aparaty, kamery wideo, rejestratory, drony, gdzie poszukujemy coraz lepszej rozdzielczości, a co za tym idzie potrzebujemy szybszej karty z większą pojemnością. No i przenośne konsole, o których powiedziałeś, to również jest rynek, który obserwujemy globalnie i widzimy, że rośnie. Dlatego wprowadziliśmy dwie zmiany w tym roku. Pierwsza: przyspieszyliśmy karty PRO Plus, czyli wprowadziliśmy je w tym samym nazewnictwie i w tej samej linii, ale są one szybsze. Druga: zupełnie nowa linia, czyli karty PRO Ultimate, które mają transfer do 200 Mb/s. - opowiada Szulik.

Pojemność na szczęście też szybko rośnie. - Obecnie nie ma sensu kupować karty 32 GB i my nawet już ich nie produkujemy. Koszt tej pamięci w wersji micro SD jest bardzo bliski temu 64 GB, więc kierujemy użytkowników do wyższej pojemności, typu 64, 128 i więcej. Trzydziestki dwójki mamy jeszcze w wersji Full SD, bo fotografowie działają trochę inaczej. Oni kupują jedną kartę na wydarzenie i nie chcą mieszać sobie różnych prac na nośnikach, dlatego mają więcej niższych pojemności - zdradza nam ekspert.

Im większy dysk, tym lepszy. Im szybszy, tym również lepszy. Ale czy faktycznie klienci sięgają po najdroższe rozwiązania, by być na topie? Częściowo, tak. Wąskim gardłem bywa jednak stan rynku. Dla przykładu, jak zdradza Szulik, pamięci wykorzystujące najnowsze wersje złącza Thunderbolt czy PCI 5.0 to jeszcze nisza. Chociażby z uwagi na relatywnie mało komputerów i płyt głównych zgodnych z tymi standardami - przynajmniej, jeśli chodzi o PC i urządzenia użytkowane przez klientów.  - Te produkty pojawiają się, ale jeżeli patrzymy na trendy, to myślę, że dopiero 2025 rok to będzie ten moment, kiedy PCI 5.0 będzie już wchodził taką pozycję zauważalną, jeżeli chodzi o skalę. Obecnie skupiamy się na promocji czwartej generacji i ona dominuje – opowiada ekspert.

Dodaje też, że rośnie popularność pamięci 4 TB, na które popyt jeszcze w zeszłym roku był niezauważalny - zarówno, jeśli chodzi o dyski wewnętrzne, jak i pamięć mobilną. Rośnie też popyt na pojemności 1 TB i 2 TB, za to maleje na 500 GB. Do czego klienci Samsunga używają tak pojemnych nośników?

- Motywacji jest kilka i często są to historie związane z backupem, do którego my bardzo mocno zachęcamy użytkowników. Klienci, których nazywamy pro, robią backup codziennie. Ale też w ostatnim czasie mieliśmy spotkanie z pewną fotografką, która opowiadała nam, jak pracuje i ona nie wybiera dysku poniżej 2 terabajtów. Na jednej sesji wykonuje kilkaset zdjęć w wysokiej jakości i rozdzielczości. Choć tu mowa o użytkownikach profesjonalnych. Przysłowiowy Kowalski nadal chętnie kupuje jednoterabajtowe pamięci i to wydaje się rozsądnym wyborem na typowe zastosowanie typu zdjęcia z wakacji – mówi Szulik.

Dyski SSD bazujące na magistrali PCIe 4.0 są obecnie najpopularniejszymi nośnikami danych na rynku konsumenckim, oferując wysoką prędkość odczytu i zapisu, niskie zużycie energii i odporność na uszkodzenia mechaniczne. Jednak producenci nie spoczywają na laurach i pracują nad nowymi standardami, takimi jak PCIe 5.0 i 6.0, które mają zapewnić jeszcze większą wydajność i pojemność dysków SSD. Ponadto, rozwijane są nowe technologie pamięci flash, takie jak 3D NAND, QLC i PLC, które mają umożliwić zwiększenie gęstości zapisu danych i obniżenie kosztów produkcji.

To jednak nie oznacza, że chmura publiczna nagle w jakiś sposób straciła na znaczeniu. To zmniejsza zapotrzebowanie na lokalne pamięci masowe, zwłaszcza w przypadku urządzeń mobilnych. Jednak z drugiej strony, zwiększa się zapotrzebowanie na pamięci masowe w centrach danych, które obsługują te usługi. Dlatego producenci pamięci masowych muszą dostosować swoją ofertę do potrzeb zarówno rynku konsumenckiego, jak i biznesowego. Co korzystne dla nas, upraszczając procesy technologiczne, dzięki czemu klienci indywidualni mają dostęp do korzyści niegdyś zarezerwowanych dla zamożniejszego i bardziej wymagającego klienta korporacyjnego.

Dodatkowo, w dobie rosnącej cyberprzestępczości i naruszeń danych, użytkownicy są coraz bardziej świadomi znaczenia bezpieczeństwa i prywatności swoich danych. Dlatego poszukują rozwiązań, które zapewnią im ochronę przed nieuprawnionym dostępem, kradzieżą, utratą lub uszkodzeniem danych. Takie rozwiązania mogą obejmować szyfrowanie danych, kopie zapasowe, oprogramowanie antywirusowe, usługi VPN czy biometryczne systemy uwierzytelniania. Producentom pamięci masowych zależy na tym, aby zaoferować swoim klientom takie funkcje i usługi, które podniosą ich zaufanie i lojalność. A pomagać im w tym będą też takie projekty, jak wspomniany na wstępie cybermózg Samsunga.