reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© christopher ewing dreamstime.com Przemys艂 elektroniczny | 19 stycznia 2017

Polacy znale藕l sposób na ultraszybki zapis informacji

Polsko-holenderski zesp贸艂 badaczy znalaz艂 spos贸b, kt贸ry sprawi, 偶e zapis informacji w komputerach b臋dzie o wiele bardziej wydajny. To tzw. technologia zimnego ultraszybkiego zapisu fotomagnetycznego. Prze艂omowe badania ukaza艂y si臋 w 艣rod臋 w presti偶owym pi艣mie “Nature".
- Dzi臋ki naszemu rozwi膮zaniu blisk膮 przysz艂o艣ci膮 mo偶e by膰 komputer, kt贸ry nie tylko b臋dzie dzia艂a艂 szybciej, ale i b臋dzie zu偶ywa艂 mniej energii dzi臋ki wydajniejszej pami臋ci. I tak np. dzi臋ki zastosowaniu naszej technologii, grafiki 3D, kt贸rych teraz renderowanie (przetwarzanie - przyp. PAP) trwa kilkadziesi膮t minut, wygenerowa艂by si臋 w kilka sekund. A laptop wytrzyma艂by bez 艂adowania d艂u偶ej - opisuje w rozmowie z PAP jeden z autor贸w publikacji Krzysztof Szerenos, doktorant z Wydzia艂u Fizyki Uniwersytetu w Bia艂ymstoku.

Polsko-holenderskiemu zespo艂owi fizyk贸w uda艂o si臋 omin膮膰 barier臋 w szybko艣ci oraz wydajno艣ci zapisu informacji. Dzi臋ki temu dane na dyskach komputerowych mo偶na b臋dzie zapisywa膰 tysi膮c razy szybciej ni偶 teraz, a w dodatku komputery b臋d膮 bardziej energooszcz臋dne.
Jak jednak zaznacza m艂ody fizyk, prawdziwy potencja艂 rozwi膮zania b臋dzie szczeg贸lnie zauwa偶alny w ogromnych serwerowniach czy centrach przechowywania i przetwarzania danych. Tam oszcz臋dno艣ci - je艣li chodzi zar贸wno o czas, jak i o energi臋 potrzebn膮 do zapisywania i przetwarzania danych - by艂yby naprawd臋 nie do pogardzenia.

- Obecnie a偶 5 proc. globalnej produkcji energii elektrycznej jest poch艂aniane przez takie centra IT, a wkr贸tce wzro艣nie to do 7 proc. - informuje kierownik bada艅 dr hab. Andrzej Stupakiewicz z Wydzia艂u Fizyki UwB. Zwraca uwag臋, 偶e przy zapisie wydzielaj膮 si臋 spore ilo艣ci ciep艂a - na tyle du偶e, 偶e aby chroni膰 dane, trzeba zu偶ywa膰 dodatkow膮 energi臋 na ch艂odzenie urz膮dze艅.

Tymczasem, jak oceniaj膮 badacze z UwB, nowa metoda sprawi, 偶e podczas zapisu informacji (a tak偶e i odczytu), temperatura no艣nika informacji wzro艣nie np. jedynie o 1 stopie艅 C. W takiej sytuacji ch艂odzenie b臋dzie zb臋dne. System dzia艂a w temperaturze pokojowej.

Andrzej Stupakiewicz przypomina, na czym polega zapis informacji magnetycznej na dysku.- Mo偶emy sobie wyobrazi膰, 偶e jest tam mn贸stwo malutkich magnesik贸w. Ka偶dy magnes ma biegun p贸艂nocny i po艂udniowy, czyli kierunek namagnesowania. Je艣li uda nam si臋 obr贸ci膰 jeden magnesik, zmieniamy jego warto艣膰 binarn膮 - np. z 0 na 1. W ten spos贸b zapisujemy informacj臋 - opowiada. Dodaje, 偶e w dost臋pnych na rynku pami臋ciach stan namagnesowania zmieniano najcz臋艣ciej za pomoc膮 pola magnetycznego albo pr膮du elektrycznego. Ta metoda nieuchronnie skutkowa艂a jednak rozgrzewaniem materia艂贸w. A to prowadzi do strat energii.

Poza tym dotychczasowe metody mia艂y fizyczne ograniczenia, je艣li chodzi o szybko艣膰 zapisu - wiadomo by艂o, 偶e aby zmieni膰 stan bitu w najszybszych obecnie pami臋ciach typu RAM potrzebne by艂o kilka nanosekund (nanosekunda to miliardowa cz臋艣膰 sekundy). Nowa metoda pozwala obej艣膰 dotychczasow膮 barier臋 zwi膮zan膮 z szybko艣ci膮 zapisu.

Badacze z Polski pokazali, 偶e istnieje materia艂 nieprzewodz膮cy (granat itrowo-偶elazowy domieszkowany jonami kobaltu, YIG:Co), w kt贸rym stan namagnesowania mo偶na zmienia膰 za pomoc膮 ultraszybkich impuls贸w 艣wiat艂a, i to odwracalnie. Aby prze艂膮czy膰 jeden bit w takim materiale wystarczy jeden impuls lasera.

- W stosunku do obecnie stosowanych najszybszych pami臋ci mo偶emy uzyska膰 tysi膮ckrotne zwi臋kszenie pr臋dko艣ci zapisu i odczytu danych - m贸wi Andrzej Stupakiewicz. Materia艂y o strukturze granatu s膮 dost臋pne na rynku i - zdaniem naukowc贸w - nie by艂oby problem贸w z ulepszeniem ich parametr贸w w celu optymalizacji zapisu i wykorzystaniu na skal臋 masow膮.

Naukowcy informuj膮, 偶e przy zapisie 1 bitu informacji system zu偶ywa艂by naprawd臋 niewiele energii - nawet 10 000 razy mniej ni偶 wchodz膮ca na rynek najnowsza technologia STT-MRAM, i nawet miliard razy mniej ni偶 obecne dyski twarde.

Ju偶 od jakiego艣 czasu wiadomo by艂o, 偶e mo偶na wykona膰 zapis magnetyczny za pomoc膮 pojedynczych impuls贸w lasera. Przed dekad膮 grupa badaczy z Holandii odkry艂a materia艂 metaliczny o takich w艂a艣ciwo艣ciach. Jednak ze wzgl臋du na bardzo silne poch艂anianie 艣wiat艂a, materia艂 ten znacznie nagrzewa艂 si臋 w trakcie zapisu. - Teraz, we wsp贸艂pracy z tym samym zespo艂em z Holandii, zademonstrowali艣my, 偶e istnieje magnetyczny dielektryk, kt贸ry jest przezroczysty i nie nagrzewa si臋 pod wp艂ywem impuls贸w lasera, a zapis jest jeszcze szybszy - opowiada Krzysztof Szerenos.

Badania zespo艂u z Bia艂egostoku zosta艂y przeprowadzone przy wsparciu Narodowego Centrum Nauki. Teraz Polacy - wsp贸lnie z Holendrami - staraj膮 si臋 o unijny grant na rozw贸j bada艅. W ci膮gu 5 lat chc膮 zbudowa膰 prototyp systemu wykorzystuj膮cego now膮 technologi臋 zimnego ultraszybkiego zapisu fotomagnetycznego. Maj膮 nadziej臋, 偶e wtedy nowe urz膮dzenia mog膮 pojawi膰 si臋 na rynku nawet w ci膮gu 10 lat.

殴r贸d艂o: PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala
reklama
reklama
reklama
reklama
Za艂aduj wi臋cej news贸w
December 13 2018 09:52 V11.10.13-1