Muistien magneettipulsseja optimoiden

Tekoälyn käytön laajentuessa yhteiskunnan kaikilla sektoreilla, datan tallennuksen ja laskennan maailmanlaajuinen kysyntä kasvaa dramaattisesti.

Edinburghin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden teoreettisen viitekehyksen, joka voisi auttaa vastaamaan tähän haasteeseen vähentämällä dramaattisesti digitaalisen informaation tallentamiseen ja käsittelyyn tarvittavaa energiaa tulevaisuuden magneettisissa muistiteknologioissa.

He eivät turvautuneet perinteisiin lähestymistapoihin magneettisten kytkentäprosessien suunnittelussa, vaan käyttivät optimaalisen säätöteorian kaltaista matematiikan haaraa, joka tunnistaa tehokkaimman tavan saavuttaa haluttu tulos.

Kehitetty viitekehys mahdollistaa suunnitella ultranopeita magneettikenttäpulsseja, jotka vaihtavat magneettisia tiloja käyttämällä mahdollisimman vähän energiaa ottaen huomioon jopa realistiset kokeelliset rajoitukset.

Tietokonesimulaatiot osoittavat, että tämä lähestymistapa voisi vähentää kytkentäenergiaa useilla kertaluokilla verrattuna nykyisiin johtaviin muistiteknologioihin, kuten DRAM, STT-MRAM ja kehittyvät SOT-MRAM-piirit.

On huomionarvoista, että ennustettu energiankulutus tuo tulevaisuuden magneettiset muistit paljon lähemmäksi Landauerin rajaa (termodynaaminen perustavanlaatuinen raja), joka määrittelee yhden informaatiobitin käsittelyyn tarvittavan vähimmäisenergian määrän.

"Jokaisella digitaalisella toiminnolla on energiakustannus, ja tästä kustannuksesta tulee yhä tärkeämpi tekoälyn ja dataintensiivisten teknologioiden laajentuessa. Työmme osoittaa, että suunnittelemalla huolellisesti, miten magneettikenttä muuttuu ajan kuluessa, magnetisaatiota voidaan kytkeä paljon tehokkaammin kuin perinteisillä lähestymistavoilla," toteaa työtä johtanut tohtori Elton Santos

Hän jatkoi: "Vaikka kehitimme teorian alun perin magneettikenttäpulssien avulla, matematiikka on paljon monipuolisempaa. Samaa viitekehystä voidaan soveltaa sähkövirtoihin ja jopa ultranopeisiin laserpulsseihin, jotka ovat tulevaisuuden datantallennuksen huipputeknologiaa. Tämä tarkoittaa, että tässä kehitetyillä ideoilla voisi olla sovelluksia paljon tutkimiemme järjestelmien ulkopuolella. Näyttää siltä, että olemme juuri löytäneet seuraavan parhaan asian."

Optimaalinen ohjaus ohjaa erittäin nopeaa ja energiatehokasta magnetointikytkentää Van der Waals –magneeteissa tutkimuksensa johtopäätöksissä tutkijat toteavat, että tällainen laajennus voisi nopeuttaa optimaalisen ohjauksen siirtymistä teoriasta käytäntöön ja tarjota yhdistävän reitin nanoskaalan magneettisten tilojen deterministiseen ja pienitehoiseen manipulointiin sekä kenttäohjatuissa että virtaohjatuissa spintroniikan teknologioissa.

Aiheesta aiemmin

Vähemmän energiaa käyttäviä muistitekniikoita

Uusi tapa hallita magneettisuutta erittäin ohuissa materiaaleissa

Muisti-innovaatiot tasoittavat tietä EU:n tietotekniikan riippumattomuudelle