Độ nghiêng nhỏ của nam châm khiến chúng trở thành chip nhớ khả thi

Các nhà nghiên cứu tại Đại học California, Berkeley đã phát hiện ra một phương pháp mới để chuyển đổi sự phân cực của nam châm nano, mở đường cho việc lưu trữ mật độ cao chuyển từ đĩa cứng sang các mạch tích hợp.

Khoản tạm ứng, sẽ được báo cáo vào thứ Hai, ngày 3 tháng 8, trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, có thể khiến máy tính bật lên ngay lập tức và hoạt động với tốc độ nhanh hơn nhiều nhưng lại tiêu thụ ít năng lượng hơn đáng kể.

Một nhóm nghiên cứu do Sayeef Salahuddin, phó giáo sư kỹ thuật điện và khoa học máy tính dẫn đầu, đã phát hiện ra rằng nam châm nghiêng nhẹ giúp chúng dễ dàng chuyển đổi mà không cần từ trường bên ngoài. Điều này mở ra cơ hội cho một hệ thống bộ nhớ có thể được đóng gói vào bộ vi xử lý, một bước quan trọng hướng tới mục tiêu giảm thiểu tiêu tán năng lượng trong điện tử hiện đại.

Salahuddin cho biết: “Để giảm mức tiêu thụ điện năng và tăng tốc độ, chúng tôi muốn có thể sản xuất một con chip máy tính có bộ nhớ sao cho gần với hoạt động tính toán”. “Tuy nhiên, cơ sở vật lý cần thiết để tạo ra khả năng lưu trữ lâu dài không tương thích với mạch tích hợp.”

Tạo và chuyển đổi cực trong nam châm mà không cần nguồn bên ngoài từ trường đã là trọng tâm chính trong lĩnh vực điện tử học spin. Việc tạo ra từ trường cần có năng lượng và không gian, đó là lý do tại sao nam châm vẫn chưa được tích hợp vào chip máy tính.

Thay vào đó, có những hệ thống riêng biệt dành cho bộ nhớ từ tính dài hạn. Chúng bao gồm ổ đĩa cứng của máy tính nơi dữ liệu được lưu trữ và các loại bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên hoặc RAM khác nhau trên các mạch tích hợp của máy tính. bộ phận xử lý trung tâm; đơn vị xử lý trung tâm; Bộ phận điện tử Trung tâmhoặc CPU, nơi thực hiện các phép tính và hoạt động logic.

Một phần lớn năng lượng được sử dụng trong điện toán được dùng để truyền dữ liệu từ loại bộ nhớ này sang loại bộ nhớ khác. Làm như vậy nhanh chóng sẽ tốn nhiều năng lượng hơn và tạo ra nhiều nhiệt hơn.

Trong nghiên cứu trước đâySalahuddin và các cộng sự đã phát hiện ra rằng việc truyền dòng điện qua tantalum kim loại hiếm sẽ tạo ra sự phân cực trong nam châm mà không cần có từ trường bên ngoài. Nhưng trận chiến vẫn chưa kết thúc.

Việc đóng gói đủ số lượng nam châm nano vào một con chip có nghĩa là sắp xếp chúng vuông góc, nhưng hướng thẳng đứng đó đã phủ nhận tác động chuyển đổi của tantalum.

Salahuddin cho biết: “Chúng tôi nhận thấy rằng bằng cách nghiêng nam châm – chỉ 2 độ là đủ – bạn sẽ có được tất cả lợi ích của công tắc từ mật độ cao mà không cần từ trường bên ngoài”.