Процессоры могут стать в 100 раз экономнее

Процессоры могут потреблять почти в 100 раз меньше энергии благодаря наномагнитам. Такую технологию разработали ученые Университета содружества Вирджинии. Наномагнитам надо значительно меньше тока для переключения, чем популярным сегодня транзисторам.

Каждый транзистор в процессоре может находиться в одном из состояний: 0 или 1, то есть он несет один бит информации. Наномагниты также переключаются между двумя состояниями. Один из способов их переключения — изменение ориентации магнитного поля. Однако в этом случае энергозатраты в 1000 раз выше, чем при изменении состояния традиционного транзистора.

Джайшимха Атуласимха придумал другой способ, механическое напряжение, вызываемое действием слабого электрического поля. Это требует в 100 раз меньше энергии, чем для переключения транзистора.

Атуласимха совместно с коллегами собрал устройство, которое использует несколько наномагнитов для решения простой задачи обработки информации. Они поместили кобальтовые диски диаметром около 200 нм на слой пьезоэлектрического материала PMN-PT толщиной 0,5 см. Действие слабого электрического поля заставляет слой пьезоэлектрического материала расширяться или сжиматься. Это растягивает или сжимает наномагнит, что меняет ориентацию магнитного поля. Отключение электрического поля возвращает систему в исходное состояние.

В эксперименте использовался цепь из трех наномагнитов для выполнения логической операции отрицания. одного из ключевых элементов любой вычислительной системы. Ученые подчеркивают, что нужно разработать еще несколько устройств, чтобы сформировать систему, которая способна решить любую вычислительную задачу.