Запись и хранение информации съедают заметную долю энергопотребления электронных устройств. В магнитной памяти биты переключаются путем разворота намагниченности микроскопических ячеек, однако такой процесс сопровождается серьезными тепловыми потерями. Достичь предела Ландауэра — термодинамического минимума затрат на один бит — специалисты пытаются уже давно.
Как перемагничивать биты с минимальными потерями?
Группа Элтона Сантоса из Эдинбургского университета задействовала аппарат теории оптимального управления, чтобы вычислить, какой должна быть идеальная форма магнитного импульса. Вывод: если точно прописать динамику изменения поля во времени, перемагничивание становится куда менее расточительным, нежели при традиционных схемах.
Согласно проведенным расчетам, энергозатраты удается урезать на порядки относительно таких распространенных видов памяти, как DRAM, а также STT-MRAM и SOT-MRAM.
«Тщательно проектируя, как магнитное поле меняется во времени, можно переключать намагниченность намного эффективнее», — пояснил Элтон Сантос.
Где еще применим новый метод переключения?
Существенно, что метод годится не только для магнитного поля — он применим и к электрическому току, и к сверхбыстрым лазерным импульсам. Как считают авторы, это прокладывает дорогу к электронике будущего с принципиально иной энергоэффективностью. Особую ценность подход приобретает на фоне стремительного разрастания дата-центров и систем искусственного интеллекта, поглощающих огромные объемы энергии как раз на операциях с памятью.
Вопросы и ответы
Насколько сильно новый метод снижает энергозатраты по сравнению с обычной памятью?
Расчёты показали, что энергозатраты удаётся урезать на порядки относительно распространённых видов памяти, включая DRAM, STT-MRAM и SOT-MRAM. Это делает перемагничивание значительно менее расточительным, чем при традиционных схемах.
Метод работает только с магнитным полем или ещё с чем-то?
Нет, подход применим не только к магнитному полю, но и к электрическому току, и к сверхбыстрым лазерным импульсам. Это открывает дорогу к электронике будущего с принципиально иной энергоэффективностью.
Кто именно занимался исследованием и где?
Группа Элтона Сантоса из Эдинбургского университета. Они использовали аппарат теории оптимального управления, чтобы вычислить идеальную форму магнитного импульса для эффективного перемагничивания битов.
