Небольшой наклон магнитов делает их жизнеспособными чипами памяти.

Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли открыли новый способ переключения поляризации наномагнитов, открывая путь к переходу систем хранения данных высокой плотности с жестких дисков на интегральные схемы.

О наступлении, о котором будет сообщено в понедельник, 3 августа, в Труды Национальной академии наук, может привести к появлению компьютеров, которые включаются мгновенно и работают с гораздо большей скоростью и значительно меньшим энергопотреблением.

Исследовательская группа под руководством Саифа Салахуддина, доцента кафедры электротехники и компьютерных наук, обнаружила, что небольшой наклон магнитов позволяет легко переключать их без необходимости внешнее магнитное поле. Это открывает двери для системы памяти, которую можно разместить в микропроцессоре, что является важным шагом на пути к снижению рассеивание энергии в современной электронике.

«Чтобы снизить энергопотребление и увеличить скорость, мы хотим иметь возможность производить компьютерный чип, включающий в себя память, чтобы он был близок к вычислительным действиям», — сказал Салахуддин. «Однако физика, необходимая для создания долговременного хранилища, несовместима с интегральные схемы.”

Создание и переключение полярности в магнитах без внешнего магнитное поле был ключевым направлением в области спинтроники. Генерация магнитного поля требует энергии и места, поэтому магниты еще не интегрированы в компьютерные чипы.

Вместо этого существуют отдельные системы долговременной магнитной памяти. К ним относятся жесткий диск компьютера, на котором хранятся данные, и различные виды оперативной памяти, или ОЗУ, на интегральных схемах компьютера. центральное процессорное устройство, или CPU, где выполняются вычисления и логические операции.

Большая часть энергии, используемой при вычислениях, тратится на передачу данных из одного типа памяти в другой. Чтобы сделать это быстро, требуется больше энергии и выделяется больше тепла.

В прошлых исследованияхСалахуддин и его коллеги обнаружили, что направление электрического тока через редкий металл тантал создает полярность в магнитах без внешнего магнитного поля. Но битва не закончилась.

Упаковать достаточное количество наномагнитов в чип означало расположить их перпендикулярно, но такая вертикальная ориентация сводила на нет эффекты переключения тантала.

«Мы обнаружили, что, наклонив магнит — всего на 2 градуса было достаточно — вы получаете все преимущества магнитного переключателя высокой плотности без необходимости внешнего магнитного поля», — сказал Салахуддин.