Sata kertaa nopeampi muisti

22.03.2016

MIPT-suprajohtava-muistisolu-toiminta-275.pngJoukko tutkijoita Moskova Institute of Physics and Technologystä (MIPT) ja Moskovan State Universitystä (MSU) ovat kehittämässä täysin uudenlaista muistisolua, joka perustuisi suprajohteisiin.

Tutkijoiden ehdottamassa menettelyssä "ei ole mitään tarvetta aikaa vievälle magnetoinnin ja demagnetoinnin prosesseille. Tämä tarkoittaa, että luku- ja kirjoitustoiminta kestää vain muutaman sata pikosekuntia, kun tavanomaisilla menetelmillä ne kestävät satoja tai tuhansia kertoja pidempään", toteaa tutkimuksen vastaava vetäjä Alexander Golubov.

MIPT:n Laboratory of Quantum Topological Phenomena in Superconducting Systemsin johtaja Golubov ja hänen kollegansa ovat esittäneet luoda perustason muistisoluja, jotka perustuvat kvanttivaikutuksiin suprajohteen kerrosrakenteissa eli Josephson-liitoksissa, jossa elektronit pystyvät tunneloitumaan suprajohteen yhdestä kerroksesta toiseen.

Kerrosrakenteisia Josephson-liitoksia ja ferromagneetteja tutkitaan jo nykyään muistielementteinä, joissa informaatio koodataan ferromagneetin magneettikentän vektorin suuntaan.

Tämän prosessin puutteina on muistielementtien heikko tiheys, mikä vaatii ylimääräistä ketjua tuomaan lisävarausta soluun. Lisäksi magnetointivektoria ei voi muuttaa nopeasti, mikä rajoittaa kirjoitusnopeutta.

MIPT ja MSU:n fyysikot ehdottavat datan koodaukseen Josephson-solussa käytettäväksi suprajohtavan virran arvoa. Kehittämäänsä liitostekniikkaa käyttäen tutkijat havaitsivat, että tietyillä pituus- ja poikittaismitoilla systeemin kerroksilla saattaa olla kaksi energiaminimiä.

Tilan vaihtamiseen tutkijat ehdottavat käyttää injektiovirtaa, joka kulkee yhden suprajohdekerroksen läpi. Lukemiseen ehdotetaan virtaa, joka kulkee koko rakenteen läpi. Nämä toiminnot voidaan suorittaa satoja kertoja nopeammin kuin mittaamalla magnetointia tai kääntää ferromagneetin magnetointia.

"Lisäksi meidän menetelmä vaatii vain yhden ferromagneettisen kerroksen, eli se voidaan sovittaa ns. yhden vuon kvanttilogiikan piiriksi, mikä tarkoittaa, ettei ole mitään tarvetta luoda kokonaan uutta arkkitehtuuria prosessorille. Tietokone, joka perustuu yhden vuon kvanttilogiikkaan voi toimita satojen gigahertsien kellotaajuudella ja sen virrankulutus on kymmeniä kertoja pienempi", toteaa Golubov yliopistonsa tiedotteessa.

Aiheesta aiemmin:

Hybridimuistia suprajohtavalle tietotekniikalle

17.10.2019Spin- ja varausvirran hallintaa
16.10.2019Spektrometriaa sirupiirillä
15.10.2019Uusia ulottuvuuksia printtielektroniikalle
14.10.2019Löytö energiatehokkaalle elektroniikalle
11.10.2019Pikotiedettä ja uusia materiaaleja
10.10.2019Lomittumista 50 kilometrissä valokuitua
09.10.2019Koneoppiminen etsii uusia materiaaleja
08.10.2019Parhaat kahdesta maailmasta: Magnetismi ja Weyl -puolimetallit
07.10.2019Tehokkaampaa energian keruuta IoT-antureille
04.10.2019Uusia kierrätyskelpoisia akkukonsepteja

Siirry arkistoon »