Блог

Jul 26, 2023

Новый способ чтения данных в антиферромагнетиках открывает возможность их использования в качестве компьютерной памяти

14 августа 2023 г. Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

14 августа 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Наньянский технологический университет, Наньянский технологический университет

Ученые под руководством исследователей Наньянского технологического университета Сингапура (NTU Singapore) добились значительного прогресса в разработке альтернативных материалов для высокоскоростных чипов памяти, которые позволяют компьютерам быстро получать доступ к информации и обходят ограничения существующих материалов.

Они обнаружили способ, который позволяет им разобраться в ранее трудно читаемых данных, хранящихся в этих альтернативных материалах, известных как антиферромагнетики.

Исследователи считают антиферромагнетики привлекательными материалами для изготовления микросхем компьютерной памяти, поскольку они потенциально более энергоэффективны, чем традиционные кремниевые. Чипы памяти, изготовленные из антиферромагнетиков, не подвержены ограничениям по размеру и скорости, а также не подвержены проблемам повреждения, присущим чипам, изготовленным из определенных магнитных материалов.

Компьютерные данные хранятся в виде кода, содержащего строку из единиц и нулей. В настоящее время существуют методы «записи» данных на антиферромагнетики, настраивая их так, чтобы они могли представлять либо число 1, либо 0.

Однако «считывание» этих данных с антиферромагнетиков оказалось невозможным для исследователей, поскольку в прошлом не было практических методов, которые могли бы определить, под каким номером были закодированы материалы.

Теперь ученые под руководством доцента Гао Вейбо из Школы физико-математических наук (SPMS) НТУ нашли решение.

Результаты их экспериментов, опубликованные в журнале Nature в июне 2023 года, показали, что при сверхнизких температурах, близких к холоду космического пространства, если пропустить ток через антиферромагнетики, на них будет измерено уникальное напряжение.

В зависимости от того, было ли это напряжение положительным или отрицательным, ученые могли выяснить, были ли антиферромагнетики закодированы как 1 или 0. Это затем позволяет считывать данные, хранящиеся в материалах.

«Наше открытие обеспечивает простой способ считывания данных, хранящихся в антиферромагнетиках, благодаря возможности различать два состояния, которые могут принимать материалы», — сказал доцент Гао. «Результаты продвинули исследования по использованию антиферромагнетиков для компьютерной памяти в будущем».

Чипы компьютерной памяти, также называемые оперативной памятью (ОЗУ), используются для быстрого доступа к данным, например, для открытия программного обеспечения и редактирования документов на компьютерах.

Ожидается, что чипы памяти, изготовленные из антиферромагнетиков, будут хранить и изменять данные быстрее, чем чипы, изготовленные из магнитных материалов, называемых ферромагнетиками, поскольку они могут переключаться между состояниями 1 и 0 примерно в 100 раз быстрее. Это полезно для ресурсоемких вычислительных задач.

Исследователи из израильского Института науки Вейцмана, Японского национального института материаловедения и китайского университета Чунцина также внесли свой вклад в исследование под руководством NTU.

Результаты исследования иллюстрируют ключевую направленность стратегического плана NTU 2025 на междисциплинарные исследования, имеющие значительное интеллектуальное и социальное воздействие.

Компьютерная память традиционно состоит из кремниевых микрочипов. Но в последние несколько десятилетий исследователи рассматривали возможность использования магнитных материалов, называемых ферромагнетиками, изготовленных из сплавов кобальта и железа, для микросхем памяти, которые теперь используются в искусственном интеллекте и космических приложениях. Частично это связано с тем, что ферромагнитные чипы более энергоэффективны, чем кремниевые.