Эдинбургские физики резко сократили затраты на компьютерную память

Физики из Эдинбургского университета представили новый подход, который может существенно уменьшить энергию, необходимую для записи данных в электронную память. Энергетические затраты на память стали важной проблемой в условиях активного использования технологий генеративного интеллекта, что делает любые решения в данной области приоритетными.

Исследователи отметили, что существующие методы изменения битов в магнитной памяти не являются оптимальными. В настоящее время запись данных осуществляется с использованием мощных импульсов, направленных против начальной намагниченности. Новая методика предполагает использование магнитного поля с изменяющейся формой, что позволяет перевести магнитные элементы из одного состояния в другое с минимальными затратами энергии.

Для разработки импульсов использовали теорию оптимального управления, что позволяет находить наиболее эффективные способы достижения заданных состояний. Моделирование проводилось для однослойных ван-дер-ваальсовых магнитов, таких как Fe3GaTe2, Fe3GeTe2 и CrSBr. В результате спины этих материалов удалось развернуть за 1–10 пикосекунд, причем амплитуда нового магнитного поля была более чем в десять раз меньше, чем при традиционных методах.

Энергетические затраты на одно переключение составили 0,94–9,7 нДж, в то время как при обычных методах они варьировались от 42,8 до 91,2 нДж. Дополнительная оптимизация может снизить эти значения до фемтоджоулей. По расчетам ученых, предложенный подход может оказаться более эффективным, чем существующие технологии STT-MRAM и SOT-MRAM, использующие токи для изменения магнитного состояния. Более того, данная методика имеет потенциал для применения в управлении токами и лазерами, что открывает новые возможности для оптимизации обработки данных.