Energiatehokkuutta prosessoreihin

Nykyelektroniikan hukkalämmön vähentämiseksi Kalifornian yliopiston (UCLA) Henry Samueli School of Engineering and Applied Sciencen tutkijat hakevat uusia ratkaisuja kehittymässä olevista uuden luokan magneettisista materiaaleista.

Näitä materiaaleja kutsutaan "multiferroisiksi" ja niiden avulla voisi olla mahdollista tehdä tulevaisuuden elektroniikkalaitteista paljon energiatehokkaampia kuin nykyisillä teknologioilla.

Multiferroisiset voidaan kytkeä päälle tai pois käyttämällä vaihtojännitteen potentiaalieroa. Siten se kuljettaa tehoa materiaalin läpi ketjuttavalla aallolla (cascading wave) elektronien spinien kautta eli spinaallolla.

- Spinaallot avaavat mahdollisuuden toteuttaa täysin uusia tapoja laskentaan ja samalla ratkaisemaan joitakin keskeisiä haasteita skaalata tavanomaista puolijohdeteknologiaa, mikä saattaa luoda spin-elektroniikan uuden paradigman, toteaa tutkimuksen vetäjä Kang L. Wang yliopistonsa tiedotteessa.

UCLA tutkijat pystyivät osoittamaan, että käyttämällä multiferroista materiaalia generoimaan spinaaltoja voisi vähentää hukkalämpöä ja siten lisätä prosessoinnin energiatehokkuutta jopa tuhatkertaisesti.

Magnetismin sähköinen hallinta käyttämättä varausvirtoja on nopeasti kasvava alue magnetismin tutkimusta ja sillä voi olla suuria vaikutuksia tulevaisuuden tietojenkäsittelyyn ja datan tallennukseen toteavat tutkijat.

Kokeissaan tutkijaryhmä käytti multiferroisia magneettisia materiaaleja vähentämään logiikkapiirien virrankulutusta. Reilu vuosi sitten he esittelivät tällä tekniikalla toteutettuja MeRAM-muisteja.

Kuvassa spinaaltolaitteen magneto-sähköinen perusosolu, jota käytetään ainevälitteiseen spinaaltojen generointiin spinaaltoväylän Ni/NiFe aaltoputkeen (keltainen nauha).