Millipede

Millipede，是一种数字数据存储技术，直到功能模型。借助 1024 个尖臂，将单个陨石坑熔化成热塑性塑料，读取并再次整平。

基本原理可与 19 世纪仍出现的纸板打孔卡相媲美，但适用于纳米范围内的结构尺寸。 另一个重要区别是可以使用所使用的技术擦除和覆盖这些位。 带有精细硅尖端的微型悬臂也可以熔化聚合物介质中的小孔以写入位。 同样的提示也用于检测这些漏洞，即再次读取这些位。 为此，将尖端靠近聚合物薄膜并加热。 如果尖端陷入钻坑，它与存储介质之间的热交换会增加，从而降低xxx的电阻。 为了覆盖一点，尖端用于在弹坑边缘创建新的凹痕，其边缘与旧凹痕重叠，将聚合物材料推向弹坑。

因为孔非常小，所以它们可以非常靠近地放置在一起，从而实现高数据密度。在存储数据时，可以达到每平方英寸 1 太比特的记录密度，大致相当于一张邮票面积上 25 张 DVD 的内容。 这种密度是通过单个硅尖端实现的，该硅尖端会产生直径约为 10 纳米的压痕。 为了提高数据速率，即写入和读取速度，不仅使用了一个尖端，还使用了一整套并行工作的小xxx矩阵。 一个原型有 4000 多个这样的尖端，排列在边长 6.4 毫米的小正方形中。 这些尺寸使得将完整的大容量存储系统装入最小的闪存标准化格式成为可能。

千足虫中的xxx臂在分配给它的一个小单元中写入和读取，该单元大约为 100 µm × 100 µm。 例如，读写头和存储介质在硬盘中移动，而Millipede存储中只有介质在移动。 放置在磁铁之间的两个线圈驱动血小板的运动：微型扫描仪的定位精度可达两纳米。 可以通过条形传感器的重叠区域来确定位置，但这些传感器消耗的能量相对较大。

Millipede 技术的核心是 70 µm（千分之一毫米）长的 V 形硅弹簧舌片（xxx臂）的二维排列。 在每个xxx臂的末端是一个用于读取的传感器和一个用于写入的尖端上方的电阻器。 尖端不到一微米长，半径只有几纳米。 xxx臂在集成电路（IC，芯片）上排列成阵列。 芯片尺寸为7mm×14mm。 在中心是一个阵列，例如，从硅中蚀刻出 4096 (64 × 64) 个xxx臂。 实际的数据载体由硅基板上的聚合物薄膜组成，厚度只有几纳米。 通过多路复用器单独控制，磁头读取、写入或删除所需的位。 到目前为止，已经成功测试了多达 100,000 次写入和覆盖周期。 并且虽然在构造中使用了机械，但可以实现高达每秒 20 到 30 兆比特的传输速度。

存储介质相对于悬臂阵列的移动是使用基于硅的 x/y 微型扫描仪实现的。 该扫描仪由一个大约 6.8mm × 6.8mm 的扫描台组成，该扫描台支持聚合物介质和两个电磁触发器。 扫描仪芯片安装在用作系统机械接地的硅板上。 其表面与扫描仪运动部件表面之间的距离约为 20 µm。 扫描台可以通过触发器在 x 和 y 方向上移动 120 µm。 每个触发器由两个内置于硅板中的xxx磁铁和一个位于磁铁之间的小线圈组成。 为了消除来自外部的振动，将使用耦合到触发器的所谓枢轴。

定位信息由四个热传感器提供。 这些传感器直接位于扫描台上方的悬臂阵列上。 传感器具有隔热加热器。 每个传感器都位于扫描台的边缘上方，并由电加热。 部分热量通过空气传导到扫描台，扫描台现在充当冷却器。 扫描台的位移导致该冷却系统的效率发生变化，从而导致加热器电阻的温度发生变化。

精密的设计确保尖端在记录介质上精确平整，并吸收外部振动和冲击。 时分多路复用电子设备，类似于内存芯片 (DRAM) 中使用的电子设备，允许并行处理每个单独的峰值。 电磁驱动在 x 和 y 方向上非常精确地移动其表面带有存储介质的基板，因此每个尖端都可以在其一侧 100 µm 的存储场中读取​​和写入。 短距离对低能耗有显着贡献。

对于设备的功能，即读取、写入、擦除和重写，尖端与硅基板上的聚合物薄膜接触。

通过将集成在悬臂梁中的电阻器加热到通常为 400 °C 来写入位。 尖端也因此被加热，软化聚合物，下沉并留下几纳米的压痕。 为了读取，悬臂的读取传感器被加热而不软化聚合物薄膜。 如果尖端“落入”凹陷中，由于基板和尖端之间的接触面积较大，因此读数传感器会稍微冷却，从而导致更高的散热，从而导致可测量的电阻变化。 要覆盖数据，尖端会在表面压痕。 它们的外边缘与旧坑重叠，从而擦除旧数据。 超过 100,000 次的写入和覆盖周期已证明该概念适用于可重写存储器类型。

为了更快地将数据传入和传出内存，一个完整的矩阵阵列同时在介质上运行。 然而，事实证明，在一个芯片上一体制造机械和电子产品是极其困难的。 因此，科学家们决定分两部分实现该结构：

• 微尖矩阵配有微小的接触针，在电子显微镜下看起来像乐高积木的小块。
• 然后将这些螺柱与电子电路板上的对应物联系起来。

最近展示的原型展示了产品在存储密度、性能和可靠性方面的技术可行性。 虽然当今使用的存储技术逐渐达到其基本极限，但纳米机械方法具有巨大的发展潜力，可以实现更高一千倍的存储密度。 这种纳米机械数据载体几乎不发热、耗电少且抗震。