Процесс записи информации и особенно процесс стирания информации на оптических дисках – накопителях информации долгое время не находился в фокусе внимания исследователей и разработчиков

С 1961 года принцип Ландауэра считался сугубо теоретическим и ничто не заставляло исследователей перейти в указанном направлении развития техники в практическую фазу ;
Физики впервые на практике продемонстрировали так называемый принцип Ландауэра. Статья ученых появилась в журнале Nature.

Принцип Ландауэра был сформулирован работавшим на тот момент в IBM Рольфом Ландауэром в 1961 году. Этот принцип утверждает, что вне зависимости от технической реализации вычислительной системы, при стирании одного бита информации выделяется не менее некоторого фиксированного количества теплоты. Фактически, работа, необходимая для стирания, пропорциональна термодинамической энтропии системы.

В рамках работы ученые получили простейшую модель бита. Для этого они поместили кремниевую частицу в коллоиде в потенциальную яму при помощи лазерного луча. Рядом располагалась еще одна яма. Перемещение частицы из одной ямы в другую соответствовало изменению состояния такого бита.

По словам ученых, в результате эксперимента им удалось приблизиться к теоретическому пределу, описанному Ландауэром. При этом количество теплоты, с замедлением процесса стирания сначала уменьшалось, однако вблизи предела практически оставалось неизменным.
В июне 2011 года в Nature появилась статья, авторы которой с теоретической точки зрения рассматривали принцип Ландауэра для квантовых компьютеров. В результате, им удалось установить, что наличие квантовой запутанности не влияет на принцип с той лишь разницей, что работа оказывается пропорциональна уже условной энтропии (квантовому аналогу классической энтропии).

При этом обнаружился неожиданный эффект - из-за того, что условная энтропия может быть отрицательной, работа при выполнении некоторых операций может оказываться меньше нуля. Как следствие, компьютер при работе будет не нагреваться, а охлаждаться

Конечно в реальных компьютерных конструкциях уже давно просматривалась проблема локальной термической дестабилизации при увеличении скорости записи и стирания информации
В настоящей статье авторы поставили цель ознакомить читателей и пользователей сайта Ярослава Ващука с наиболее эффективными изобретениями в области повышения термической стабильности работы компьютеров в сочетании с другими целями повышения общей эффективности компьютерных узлов , связанных с оптической памятью

Особенно интересно в этой связи следующее изобретение , плод работы и сотрудничества изобретателей трёх стран , - Японии , США и Израиля

United States Patent Application 20090245066
Kind Code A1
Katsuura; Kanji ; et al. October 1, 2009
________________________________________
OPTICAL DATA CARRIER, AND METHOD FOR READING/RECORDING DATA THEREIN
Abstract
An optical data carrier is presented. The data carrier comprises: at least one recording layer composed of a material having a fluorescent property variable on occurrence of multi-photon absorption resulting from an optical beam, said recording layer having a thickness for forming a plurality of recording planes therein; at least one non-recording layer formed on at least one of upper and lower surfaces of said recording layer and differing in fluorescent property from said recording layer; and at least one reference layer having a reflecting surface being an interface between the recording layer and the non-recording layer.
________________________________________
Inventors: Katsuura; Kanji; (Saitama-ken, JP) ; Eitan; Ori; (Jerusalem, IL) ; Okino; Yoshihiru; (Kyoto, JP) ; Hamer; Rene; (Louisville, CO) ; Livshits; David; (Ashdod, IL)
Correspondence Address: BROWDY AND NEIMARK, P.L.L.C.;624 NINTH STREET, NW
SUITE 300
WASHINGTON
DC
20001-5303
US
Assignee: Mempile Inc.
Wilmington
DE
Serial No.: 097218
Series Code: 12
Filed: December 12, 2006
PCT Filed: December 12, 2006
PCT NO: PCT/IL06/01425
371 Date: October 22, 2008

Как показали экспериментальные работы по пробным вариантам изготовления многослойных оптических дисков , наиболее трудоёмким является процесс форматирования диска

Если форматирование велось по традиционно принятому методу , форматирование 100 слоёв требовало 72 часов ( на одном слое имеется 37 тысяч треков записи )

Авторы изобретения принципиально изменили метод форматирования , в результате чего весь процесс форматирования оказалось возможным выполнить всего за 3 минуты

Это сразу позволило говорить о серийном производстве многослойных оптических дисков накопителей памяти

Ниже следует краткая информация об этом изобретении

United States Patent Application 20080285396
Kind Code A1
Salomon; Yair ; et al. November 20, 2008
________________________________________
Method and Apparatus of Formatting a Three Dimensional Optical Information Carrier
Abstract
A method of formatting at least one optical information carrier is provided. The method is aimed at creating a plurality of formatting marks that are to be sequentially addressed when reading recording information in the carrier. The method comprises recording the plurality of formatting marks within the carrier volume in an interleaved order, thereby reducing delays in recording locally adjacent formatting marks thus reducing the entire carrier formatting time.
________________________________________
Inventors: Salomon; Yair; (Jerusalem, IL) ; Alpert; Ortal; (Jerusalem, IL) ; Livshits; David; (Ashdod, IL)
Correspondence Address: BROWDY AND NEIMARK, P.L.L.C.;624 NINTH STREET, NW
SUITE 300
WASHINGTON
DC
20001-5303
US
Assignee: MemPile In.c c/o PHS Corporate Services Inc.
Wilmington
DE
Serial No.: 912277
Series Code: 11
Filed: April 20, 2006
PCT Filed: April 20, 2006
PCT NO: PCT/IL2006/000488
371 Date: August 4, 2008

Следуящая проблема появилась в процессе выполнения слоёв в оптическом теле диска

Согласно концептуальному решению конструкции диска ( а принципиально нельзя было изменить наружные геометрические размеры диска ) расстояние между слоями должно быть не большим , чем 10 микрон

Начался поиск технологического решения , но опять же , при использовании традиционных технологических приёмов и методов получить требуемую точность оказалось невозможным

Тогда авторы изобретения применили приёмы нанесения фоторезиста на платах микросборок, известные уже более 20 лет
Вместо фоторезиста применили мономер поликарбоната и начали диск строить методом послойной полимеризации

Это сразу решило проблему и позволило рассматривать вопрос о серийном производстве многослойных оптических дисков при сохранении необходимой точности

United States Patent Application 20080182060
Kind Code A1
Livshits; David ; et al. July 31, 2008
________________________________________
Manufacturing of Multi-Plate For Improved Optical Storage
Abstract
In accordance with the invention a new optical data carrier and methods for its production are provided. The optical data carrier of the invention is characterized in that different plates have different concentrations.
________________________________________
Inventors: Livshits; David; (Ashdod, IL) ; Alpert; Ortal; (Jerusalem, IL) ; Salomon; Yair; (Jerusalem, IL)
Correspondence Address: BROWDY AND NEIMARK, P.L.L.C.;624 NINTH STREET, NW
SUITE 300
WASHINGTON
DC
20001-5303
US
Serial No.: 813837
Series Code: 11
Filed: January 12, 2006
PCT Filed: January 12, 2006
PCT NO: PCT/IL2006/000053
371 Date: July 12, 2007

В следующем изобретении изобретатель полностью изменил механизм записывающего и считывающего устройства , благодаря чему надёжность и термическая стабильность компьютеров , а также их быстродействие в процессах чтения , записи и стирания информации значительно усилились

United States Patent Application 20070288947
Kind Code A1
Livshits; David December 13, 2007
________________________________________
SWING ARM OPTICAL DISC DRIVE
Abstract
Disclosed is a swing type optical disc drive. The drive includes a disc rotating on a disc support and a swing arm pivoted at one of its ends and having a distal end communicating with an encoder. The pivot point and a point on distal end define a swing axis of the arm. The disc further includes an optical system mounted on the arm such that optical axis of the system is parallel with the swing axis and both axes lie in the same plane. A cam actuator imparts a swinging motion to the arm. The swinging motion of the arm positions the plane with the optical axis and the arm axes such that the plane is always tangent to a reading/recording track of the disc.
________________________________________
Inventors: Livshits; David; (Ashdod, IL)
Correspondence Address: BROWDY AND NEIMARK, P.L.L.C.;624 NINTH STREET, NW
SUITE 300
WASHINGTON
DC
20001-5303
US
Assignee: MemPile Inc.
Wilmington
DE
19801
Serial No.: 760184
Series Code: 11
Filed: June 8, 2007

И наконец как результат целой цепи исследований и опытно – конструкторских разработок возникло оригинальное принципиальное решение трёхмерной структуры оптического диска , которая позволяет поднять плотность записи и выполнить диск многослойным ( испытана структура из 100 слоёв в тех же геометрических размерах диска )

United States Patent Application 20060250934
Kind Code A1
Livshits; David ; et al. November 9, 2006
________________________________________
Three dimensional optical information carrier and a method of manufacturing thereof
Abstract
A three dimensional optical information carrier is presented. The information carrier comprises formatting marks disposed on the nodes of a three dimensional lattice formed by the intersection of equiangular spaced radial planes, equidistantly spaced cylindrical spiral tracks and virtual recording planes.
________________________________________
Inventors: Livshits; David; (Ashdod, IL) ; Salomon; Yair; (Jerusalem, IL) ; Alpert; Ortal; (Jerusalem, IL)
Correspondence Address: BROWDY AND NEIMARK, P.L.L.C.;624 NINTH STREET, NW
SUITE 300
WASHINGTON
DC
20001-5303
US
Assignee: MemPile Inc.
Wilmington
DE
Serial No.: 290818
Series Code: 11
Filed: December 1, 2005