| Eurosonic 2010 | STW succesverhalen | Campagne: Technologie verzin je niet | Kies voor kennis |
Meer voor minder: Duurzame, op MEMS gebaseerde dataopslag
Terwijl Mohammed Khatib’s laptop start, laat hij zijn meetopstelling zien. In zijn kamer op de 6e verdieping op het terrein van Universiteit Twente staat centraal op een L-vormig bureau een Personal Digital Assistant. Onder het bureau huist een gewone computer waarvan de signalen op een flatscreen te zien zijn. Achter dat flatscreen staat de laptop, inmiddels gestart. Mohammed: ‘De laptop is met alles verbonden, hij is het hart van de opstelling. Ik maak met de PDA en de computer steeds nieuwe combinaties van Flash- en Memgeheugens, voer die in en de laptop combineert de gegevens. Kijk’, hij klikt, ‘één van mijn experimenten.’ De laptop laat een grafiek zien met curve die in de diepte verdwijnt. ‘Dit experiment crashte dus.’
De onderzoeker zocht op een STW-project naar een nieuwe manier van elektronische dataopslag. Door te experimenteren met de snelheid van Flash-geheugens en de beweeglijkheid van MEMS-geheugens vond hij de optimale mix van capaciteit, prestatie en energieverbruik. De uitkomst is een energiezuinig en betaalbaar MEMS-opslagsysteem voor data van bijvoorbeeld foto- en videocamera’s, mobiele telefoons en computers.
Mohammed, van oorsprong Syriër, kwam eind 2004 werken op het zogenoemde A4-project. Dat project bouwde voort op een reeks projecten over computerarchitectuur op de Universiteit Twente van Leon Abelmann en Gerard Smit. We praten op zijn kamer met uitzicht over de Twentse bossen, en halen een kop espresso uit de automaat. Hij knikt: ‘Geen melk en suiker? Dacht ik wel. Nederlanders herken je bijna altijd aan het feit dat ze zwarte koffie drinken.’
De start van het project was moeizaam: ‘Ik kwam in de groep van Pieter Hartel. De juiste informatie vinden was lastig. IBM zat bij de gebruikerscommissie maar hun MEMS-geheugens waarmee wij wilden gaan werken, waren juridisch zo afgeschermd dat we geen inzage konden krijgen in de architectuur ervan. Daarom besloten we een experimentele meetopstelling te maken.’
Wat deed je voor experimenten?
‘Een MEMS (Micro Elektro Mechanisch Systeem)geheugen bestaat uit sensoren en actuatoren voor snelle dataopslag. Met SPM (Scanning Probe Microscopy) kun je een harddisk op microscopisch niveau scannen. Die technieken wilde ik combineren voor snelle, energiezuinige en betrouwbare dataopslag.
Van IBM kregen we de gemeten waarden van hun MEMS prototype. Die gebruikte ik om te experimenteren met de componenten van gesimuleerde MEMS apparaten, met behulp van door mij ontworpen generieke methoden. In de experimenten combineerde ik dus metingen en simulaties om een betrouwbare schatting te krijgen van bijvoorbeeld totaal energie verbruik. Dat combineren ging niet altijd goed, en als het mis ging was meteen alle data ook weg en kon je opnieuw beginnen. Uiteindelijk lukte het toch om een optimale combinatie te vinden, en dat is wat ik in mijn proefschrift beschrijf.’
Je proefschrift spreekt van een ‘groen’ en ‘duurzaam’ geheugen?
‘Dat klopt. Dit soort MEMS-geheugen kost weinig energie, slijt veel minder dan andere geheugens en is geschikt voor elk soort dataopslag. De uitgangspunten in dit project waren vierdimensionaal: capaciteit, prestatie, energieverbruik en levensverwachting. Op al die fronten scoort dit geheugen goed, dus die termen zijn terecht. Zo verbruiken Mems 50% minder energie, ze hebben 30% minder kosten, ze gaan 50% langer mee en werken 20% sneller dan conventionele geheugens.
Hoe ging de samenwerking met de bedrijven in het project?
‘Uitstekend. Ik kreeg veel hulp van Philips en IBM. Het mooie is dat ze niet als concurrenten in de gebruikerscommissie zitten maar meer complementair. Zo konden ze hun kennis en ervaring gebruiken om mij feedback te geven als dat nodig was.’
Wat was tijdens je onderzoek het hoogtepunt en het dieptepunt?
‘Een absoluut hoogtepunt was mijn werkbezoek aan de Universiteit van Californië, in Santa Cruz. Daar heb ik veel geleerd. De andere piek was natuurlijk het afronden van mijn proefschrift.
Een minpunt was dat ik in het begin van het project moeilijk informatie kon krijgen. De MEMs van IBM waren juridisch afgeschermd. Ook lastig was dat een aantal collega’s het project verlieten, waardoor er meer druk op mijzelf kwam.’
Hoe zie je jezelf over vijf jaar?
‘Het project is voor anderhalf jaar verlengd. Een aantal collega’s verliet het team namelijk vroegtijdig, zodat er nog erg veel werk ligt. Door hun vertrek was er gelukkig nog wel geld beschikbaar binnen het project om de verlenging te realiseren. In die tijd ga ik mijn opslagsysteem beter maken. Daarna zou ik wel willen werken bij een researchafdeling, zoals bij IBM. Dat is uitdagend werk. Het mooiste lijkt me om met schone energiebronnen zoals wind en zon, een verstandig gebruik van energie te bewerkstelligen. Eigenlijk is dat mijn motto: ‘Clean sources, wise usage of energy.’