الميل الصغير للمغناطيس يجعلها شرائح ذاكرة قابلة للحياة

اكتشف الباحثون في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، طريقة جديدة لتبديل استقطاب المغناطيسات النانوية، مما يمهد الطريق للتخزين عالي الكثافة للانتقال من الأقراص الصلبة إلى الدوائر المتكاملة.

التقدم، سيتم الإعلان عنه يوم الاثنين، 3 أغسطس، في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، يمكن أن يؤدي إلى أجهزة كمبيوتر يتم تشغيلها في لحظة وتعمل بسرعة أكبر بكثير وطاقة أقل بكثير.

وقد وجد فريق بحث بقيادة سيف صلاح الدين، الأستاذ المشارك في الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر، أن الميل الطفيف للمغناطيس يجعل من السهل التبديل دون الحاجة إلى استخدام مفتاح كهربائي. المجال المغناطيسي الخارجي. وهذا يفتح الباب أمام نظام ذاكرة يمكن تعبئته في معالج دقيق، وهي خطوة كبيرة نحو هدف التخفيض تبديد الطاقة في الالكترونيات الحديثة.

وقال صلاح الدين: "لتقليل استهلاك الطاقة وزيادة السرعة، نريد أن نكون قادرين على تصنيع شريحة كمبيوتر تتضمن ذاكرة بحيث تكون قريبة من الإجراء الحسابي". "ومع ذلك، فإن الفيزياء اللازمة لإنشاء تخزين طويل الأجل غير متوافقة مع دوائر متكاملة.”

إنشاء وتبديل القطبية في المغناطيس بدون خارجي حقل مغناطيسي لقد كان التركيز الرئيسي في مجال الإلكترونيات السبينية. يتطلب توليد مجال مغناطيسي طاقة ومساحة، ولهذا السبب لم يتم بعد دمج المغناطيس في رقائق الكمبيوتر.

وبدلاً من ذلك، هناك أنظمة منفصلة للذاكرة المغناطيسية طويلة المدى. وتشمل هذه محرك الأقراص الثابتة للكمبيوتر حيث يتم تخزين البيانات، والأنواع المختلفة من ذاكرة الوصول العشوائي، أو ذاكرة الوصول العشوائي، على الدوائر المتكاملة للحاسوب. وحدة معالجة مركزيةأو وحدة المعالجة المركزية، حيث يتم إجراء الحسابات والعمليات المنطقية.

يتم إنفاق جزء كبير من الطاقة المستخدمة في الحوسبة على نقل البيانات من نوع من الذاكرة إلى نوع آخر. القيام بذلك بسرعة يتطلب المزيد من الطاقة ويولد المزيد من الحرارة.

في الأبحاث الماضيةوجد صلاح الدين وزملاؤه أن توجيه التيار الكهربائي عبر معدن التنتالوم النادر يخلق قطبية في المغناطيس دون مجال مغناطيسي خارجي. لكن المعركة لم تنته.

إن تعبئة عدد كافٍ من المغناطيسات النانوية على شريحة يعني محاذاتها بشكل عمودي، لكن هذا الاتجاه الرأسي أبطل تأثيرات التبديل للتنتالوم.

قال صلاح الدين: "لقد وجدنا أنه من خلال إمالة المغناطيس - كانت درجتان فقط كافية - تحصل على جميع فوائد المفتاح المغناطيسي عالي الكثافة دون الحاجة إلى مجال مغناطيسي خارجي".