• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    Ingenjörsforskare utvecklar en process som kan göra stora data och molnlagring mer energieffektiva

    Jayasimha Atulasimha, Ph.D. Upphovsman:Virginia Commonwealth University

    I takt med att stora data och molntillämpningar blomstrar, en av de stora utmaningarna för framtida datorer är att hitta energieffektiva metoder för datalagring.

    Magnetiskt material används vanligtvis för datalagring - tänk på magnetremsor på baksidan av ett kreditkort - och möjligheten att vända "polariteten" (magnetiseringsriktningen) för magnetiska partiklar som bevaras under långa perioder utan att behöva ström är avgörande till icke flyktigt magnetiskt minne.

    En grupp forskare vid Virginia Commonwealth University School of Engineering har utvecklat en process för att åstadkomma denna vändning av magnetisk "polaritet". Gruppens metod ger en betydande minskning av energin som krävs för lagring av stora data och molnminne.

    "När du tittar på energireduktionen som detta ger, det är en stor förändring, "sa Jayasimha Atulasimha, Ph.D., Qimonda docent vid Institutionen för maskinteknik. "Detta har potential att avsevärt minska energiförbrukningen vid byte av icke-flyktiga magnetiska minnesenheter."

    Systemet som Atulasimha och doktoranderna Dhritiman Bhattacharya och Md Mamun Al-Rashid har utformat använder ett elektriskt fält för att vända magnetiska skyrmions riktning. En magnetisk skyrmion är ett magnetiskt tillstånd som kännetecknas av en kärna som pekar antingen uppåt eller nedåt, och roterar successivt från kärnan till dess periferi.

    Bhattacharya upptäckte att enbart ett elektriskt fält kunde åstadkomma en vändning i kärnmagnetiseringen. Med hjälp av ett elektriskt fält, istället för ström eller magnetfält, presenterar möjligheten till mer energieffektivt magnetiskt minne för beräkning.

    "Det spännande med den här typen av magnetisk kodning är att det bara tar en liten mängd energi att vända och när du har den riktning du vill ha, det kan stanna där länge. Ingen extra energi behövs, "Sa Bhattacharya.

    Al-Rashid jämförde Bhattacharyas resultat oberoende.

    "Vi blev förvånade över de tidiga resultaten att ett elektriskt fält ensamt kunde vända skyrmionkärnan men nu förstår varför detta händer, sa Al-Rashid.

    I nästa fas av gruppens forskning, de kommer att undersöka hur denna process fungerar i närvaro av termiskt brus vid rumstemperatur. De kommer också att avgöra hur kontrollerad processen är för att bedöma om polariteterna kan vändas varje gång i närvaro av sådana störningar.

    Förutom energibesparingar för stor datalagring, denna teknik kan ha applikationer i kroppsinbäddade enheter så att de kan köras med mindre frekventa batteribyten. Det kan också tillhandahålla ett verktyg för mer sofistikerad logik vid databehandling och hämtning.

    "Just nu har vi en idé som stöds av rigorösa simuleringar, "Atulasimha sa." Vi hoppas kunna studera detta system mer omfattande samt arbeta i samarbete med andra försöksgrupper för att upprätta en solid proof-of-concept i hopp om att denna idé ser tillämpningar inom ett av dessa områden. "

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com