`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Сегнетоэлектрические доменные стенки создают надежную память

Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии объявили о новой энергонезависимой сегнетоэлектрической памяти на стенках доменов, выполненной с помощью специально разработанных наноэлектродов. Двоичное состояние памяти определяется наличием или отсутствием проводимости стенок, и данные могут быть считаны без разрушения при умеренных напряжениях менее 3 В. Память также имеет относительно высокое отношение тока OFF-ON – около 10^3, является надежной и может хранить данные на нескольких уровнях.

Сегнетоэлектрические материалы имеют постоянный дипольный момент, как их ферромагнитные аналоги магнитный. Однако в сегнетоэлектриках дипольный момент является электрическим, а не магнитным и поэтому может быть ориентирован с использованием электрических полей. Это открывает множество новых приложений для устройств, поскольку позволяет хранить электрическую цифровую информацию в сегнетоэлектрических тонких пленках, что может быть использовано для создания чипов компьютерной памяти и логических устройств.

Как и их магнитные аналоги, сегнетоэлектрики также имеют доменные стенки (атомарно острые топологические дефекты, разделяющие области однородной поляризации), но они в 10-100 раз меньше. «Это делает их идеальной наноскопической управляемой особенностью в твердых материалах, - объясняет лидер команды Ян Зайдель (Jan Seidel). - Сегнетоэлектрические доменные стенки (FEDW) обычно имеют ширину всего 1 нм (что также примерно в 10 раз меньше, чем современные кремниевые электронные CMOS-структуры). Благодаря их чрезвычайно малым размерам, в FEDW могут возникать изменения структуры и симметрии, и эти изменения могут радикально влиять на свойства материала. Фактически, мы можем думать о том, что FEDW является совершенно другим материалом из окружающей массы».

Критически важным здесь является расположение электродов. «Это ключевой момент, который мы используем в наших ячейках памяти, - сказал Зайдель. - FEDWs гораздо более электропроводящие, чем материал, окружающий стенку (объем), который сам изолирует. Поскольку электрические диполи в сегнетоэлектриках могут быть переориентированы внешними электрическими полями (приложенным напряжением), мы можем создавать, стирать или перемещать FEDW в материале с использованием этих полей. Создавая и стирая стенки, мы можем сформировать или разрушать проводящие каналы, в которых хранятся данные, создавая, таким образом, 1 и 0 двоичной логики».

Исследователи сделали свою энергонезависимую память из тонких пленок сегнетоэлектрического материала BiFeO3 (BFO). Используя электронно-лучевую нанолитографию, они структурировали металлические электроды Pt/Ti на пленке, что позволило им применить электрическое поле в плоскости пленки. Это особое расположение электродов является критическим, поскольку поле, приложенное между электродами, позволяет им стабилизировать доменные стенки на наномасштабе.

«Такая геометрия электрода адаптирована к изучаемому конкретному материалу, и знание того, какой наилучший тип расположения выбрать, стало возможным только благодаря тому, что сложные свойства материала были изучены заранее, что потребовало от нас более 10 лет в случае BFO», - объясняет Зайдель.

Он добавляет, что специально разработанная плоская компоновка электродов позволяет кодировать и извлекать информацию с использованием умеренных электрических полей. Таким образом, устройство работает, используя небольшую энергию. Низковольтное импульсное считывание записанных состояний является также неразрушающим.

И это еще не все: FEDW могут хранить данные на нескольких уровнях, потому что серия последовательно различных состояний сопротивления может быть настроена ступенчато посредством точного контроля длины доменной стенки. Поэтому плотность хранения данных в этих устройствах памяти FEDW значительно повышена по сравнению с традиционными двоичными битами.

«Большая часть работы на данный момент является фундаментальным исследованием, но предложения по коммерциализации обсуждаются и активно изучаются. Я думаю, что наша работа закладывает основу для потенциального индустриального принятия идей и концепций, описанных в нашем исследовании» - отметил Зейдель.

Сегнетоэлектрические доменные стенки создают надежную память
Процесс сегнетоэлектрического переключения

Решена проблема физики 100-летней давности

Исследователи преодолели барьер, который считался фундаментальным ограничением в физике последние 100 лет. Они смогли построить резонансные системы, которые могут хранить электромагнитные волны в течение длительного отрезка времени, сохраняя при этом широкую полосу пропускания. Их исследование открывает ряд новых возможностей, особенно в области телекоммуникаций.

В Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) исследователи бросили вызов основополагающему закону и обнаружили, что в волноводных системах можно хранить больше электромагнитной энергии, чем раньше. Это открытие может быть использовано для телекоммуникаций. Работая над фундаментальным законом, они задумали резонансные и волноводные системы, способные хранить энергию в течение длительного времени, сохраняя при этом широкую полосу пропускания. Их трюк заключался в создании асимметричных резонансных или волноводных систем с использованием магнитных полей.

Исследование, которое было опубликовано в Science, возглавлялось Космасом Цакмакидисом (Kosmas Tsakmakidis) сначала в Оттавском университете, а затем Хатисом Алтугом в Лаборатории бионанофотонных систем в EPFL, где ученый сейчас проводит исследования после докторантуры.

Этот прорыв может оказать значительное влияние на многие области техники и физики. Количество потенциальных приложений трудно оценить, от телекоммуникаций и оптических систем обнаружения до широкополосной связи.

Резонансные и волноводные системы присутствуют в подавляющем большинстве оптических и электронных систем. Их роль заключается в том, чтобы временно хранить энергию в виде электромагнитных волн, а затем освобождать их. На протяжении более 100 лет эти системы сдерживались ограничением, которое считалось фундаментальным: отрезок времени, на протяжении которого волна может сохраняться, обратно пропорционален ее ширине полосы. Это отношение интерпретировалась как невозможность хранения больших объемов данных в резонансных или волноводных системах в течение длительного времени, потому что увеличение ширины полосы означало уменьшение времени и качества хранения.

Этот закон был впервые сформулирован К. С. Джонсоном в 1914 году в компании Western Electric Company (предшественнице Bell Telephone Laboratories). Он вводит понятие Q-фактора, согласно которому резонатор может либо хранить энергию в течение длительного времени, либо иметь широкую полосу пропускания, но не одновременно. Увеличение времени хранения значит уменьшение полосы пропускания и наоборот. Небольшая полоса пропускания означает ограниченный диапазон частот (или «цветов») и, следовательно, ограниченный объем данных.

До сих пор эта концепция никогда не оспаривалась. Физики и инженеры всегда строили резонансные системы, например, для создания лазеров, создания электронных схем и проведения медицинских диагнозов, учитывая это ограничение.

Но теперь это ограничение ушло в прошлое. Исследователи придумали гибридную резонансную/волноводную систему из магнитооптического материала, которая при приложении магнитного поля способна остановить волну и сохранить ее на протяжении более длительного отрезка времени, тем самым аккумулируя большее количество энергии. Затем магнитное поле выключалось, и захваченный импульс освобождался.

С такими асимметричными и необратимыми системами можно было сохранить волну в течение очень длительного периода времени, а также поддерживать большую ширину полосы пропускания. Обычный предел соотношения время—полоса пропускания был даже увеличен в 1000 раз. Ученые далее показали, что теоретически в таких асимметричных (необратимых) системах нет верхнего предела этого порога.

«Это был момент откровения, когда мы обнаружили, что эти новые структуры вообще не ограничивают соотношение время—ширина полосы. Эти системы отличаются от тех, к которым мы привыкли десятилетиями и, возможно, сотни лет», - говорит Цакмакидис, ведущий автор исследования. «Их превосходные возможности хранения волн может действительно стать стимулом для целого ряда захватывающих приложений в различных современных и более традиционных областях исследований», - добавляет Хатис Алтуг.

Одним из возможных применений является разработка чрезвычайно быстрых и эффективных полностью оптических буферов в телекоммуникационных сетях. Роль буферов заключается в том, чтобы временно хранить данные, поступающие в виде света по оптическим волокнам. Это облегчает их обработку.

С помощью этой новой методики возможно улучшить процесс и хранить большие полосы пропускания данных в течение длительного времени. Другие потенциальные приложения включают встроенную в чип спектроскопию, широкополосную сборку и хранение энергии, а также широкополосную оптическую маскировку («плащ-невидимку»). «Объявленный прорыв по-настоящему фундаментален – мы даем исследователям новый инструмент, а количество приложений ограничено только воображением», - резюмирует Цакмакидис.

Решена проблема физики 100-летней давности

Эта резонансная передача энергии от одного источника к другому удаленному источнику или объекту относится к фундаментальной концепции резонансов

Cisco расширяет облачное управление на вычисления

Решение Cisco Intersight улучшает облачное управление ее систем UCS и HyperFlex HCI и может потенциально использоваться на ее других сетевых продуктах.

За последнее десятилетие ЦОДы претерпели значительные изменения. И они коснулись не только их масштабов. Раньше каждое приложение в ЦОД имело собственное специализированное оборудование и программное обеспечение. Это было крайне неэффективно, но позволяло обслуживать ЦОД несколькими специалистами.

Однако по мере укрупнения ЦОД бизнес стал предъявлять требования к повышению эффективности и гибкости использования инфраструктуры. Наряду с этим появились и стали активно использоваться ряд новых технологий, таких как виртуализация, контейнеры и облако.

Но нововведения не появляются просто так – за все нужно платить, и не только деньгами, но и увеличивающейся сложностью. Однако на фоне множества инноваций, таких как конвергентная и гиперконвергентная инфраструктура (HCI), которые упрощают развертывание технологий, способ управления инфраструктурой принципиально не изменился. Но сегодня почти невозможно управлять жизненным циклом ЦОД, используя традиционные методы, так как люди не могут поспевать за темпами изменений.

Недавно Cisco запустила Intersight, решение для облачного управления, оркестровки и аналитики для своей унифицированной вычислительной системы (UCS) и системы HyperFlex HCI.

Intersight имеет богатый, интуитивно понятный пользовательский интерфейс, который можно настроить для разных ролей. Например, у ИТ-администратора будет другой портал, отличающийся от порталов администратора DevOps или разработчика. Каждая аудитория будет иметь доступ к информации, которую ей требуется для более эффективной работы.

Однако по сравнению с традиционными решениями, Cisco сделала шаг вперед. Возможности продукта не ограничиваются упрощением текущих задач, в нем несколько расширяются аналитика и машинное обучение с тем, чтобы облачная платформа могла делать то, что традиционные методы управления делать не могли. Intersight подключается к Центру технической поддержки Cisco (TAC), и если клиент разрешает, то данные могут автоматически отправляться в Центр для ускорения процесса устранения неполадок. В будущем телеметрическая информация может использоваться для активного оповещения и исправления с помощью механизма рекомендаций.

Еще одна будущая функция - непрерывная оптимизация. Она будет основываться на сборе и агрегировании данных от всех клиентов и использовании алгоритмов машинного обучения для изучения лучших практик сообщества и объединения их с информацией Cisco. Это позволит сообщать компаниям о рекомендуемых изменениях и о том, как их системы работают по сравнению с аналогичными в других компаниях. Это может быть особенно полезно для предприятий со средами, которые постоянно меняются, поскольку машинное обучение Cisco может работать со скоростью, на которую люди не способны.

Решаются также проблемы безопасности компаний, обеспокоенных управлением через облако. Intersight шифрует все данные, использует стандартные протоколы безопасности и соответствует самым строгим стандартам Cisco InfoSec для обработки данных.

Продукт будет доступен в четвертом квартале 2017 года, прежде всего, с конфигурационными и управляющими возможностями, такими как обновление прошивки и конфигурация политик. Но у Cisco очень агрессивные планы на ближайшие несколько лет по включению в решение многие передовые возможности.

Гибкая носимая электроника использует тепло тела

Для доказательства концепции исследования инженеры Государственного университета Северной Каролины (NCSU) разработали гибкий термоэлектрический комбайн, который может конкурировать по эффективности с существующими источниками питания для носимых электронных устройств, использующих тепло тела как единственный источник энергии.

Носимые устройства, используемые для мониторинга состояния окружающей среды и различных медицинских показателей здоровья, становятся все более популярными. Производительность и эффективность гибких устройств, однако, уступают жестким устройствам, которые превосходят по своей способности преобразовывать тепло тела в полезную энергию.

«Мы хотели разработать гибкий термоэлектрический комбайн, который не требует лучшего качества материала, чем жесткие устройства, но при этом обеспечивает такую же или лучшую эффективность, - сказал Мехмет Озтурк (Mehmet Ozturk), профессор электротехники и вычислительной техники в NCSU и автор статьи, описывающей разработку. - Использование жестких устройств – это не лучший вариант, если вы рассматриваете ряд различных факторов». Он также отметил превосходное контактное сопротивление – или контакт с кожей – с гибкими устройствами, а также эргономику и комфорт для пользователя устройства.

Проф. Озтурк сказал, что он и его коллеги хотели использовать самые лучшие термоэлектрические материалы, применяемые в жестких устройствах, в гибкой упаковке, чтобы производители не нуждались в разработке новых материалов при создании гибких устройств.

Он также отметил, что одной из ключевых задач гибкого комбайна является соединение термоэлектрических элементов в схему с использованием надежных соединений с низким удельным сопротивлением. «Мы используем жидкий металл галлия и индия - обычный, нетоксичный сплав под названием EGaIn – для подключения термоэлектрических «ножек», - сказал проф. Озтурк. – Электрическое сопротивление этих соединений очень низкое, что имеет решающее значение, поскольку генерируемая мощность обратно пропорциональна сопротивлению: низкое сопротивление означает большую мощность. Использование жидкого металла также добавляет функцию самовосстановления: если соединение разорвалось, жидкий металл его восстановит, чтобы устройство снова работало эффективно. Жесткие устройства не могут себя восстанавливать».

Последующая работа исследователей будет направлена на повышение эффективности этих гибких устройств за счет использования новейших материалов и методов для дальнейшего устранения паразитных сопротивлений.

Гибкая носимая электроника использует тепло тела

Термоэлектрический комбайн NCSU имеет качество материала жестких устройств внутри гибкой упаковки

NXP конкурирует за «границу» c Intel

В последнее время продолжается активное обсуждение новой модели вычислений, которые называются граничными, или краевыми. На этот раз объектом внимания стала конкуренция в этой области между известными чипостроителями.

В гонку включилась NXP Semiconductors, предлагая высочайшую производительность SoC семейства Layerscape.

Новый чип LX2160A может разгружать сверхмощные вычисления, выполняемые в ЦОД в облаке, позволяя середине сети, как правило, операторам услуг, выполнять сетевую виртуализацию и запускать высокопроизводительные сетевые приложения на сетевом оборудовании, таком как базовые станции.

Тоби Фостер (Toby Foster), старший менеджер по продуктам NXP, сообщил, что его команда разработала новый высокопроизводительный чип, преследуя три цели. Во-первых, они стремились к внедрению новых типов виртуализации в сети, во-вторых, достигнуть новых высот интеграции и производительности при малой мощности, характерной для портов ввода/вывода следующего поколения, и в-третьих, удвоить масштабирование функций виртуальной сети и криптографии по сравнению с предыдущий NXP Layerscape SoC (LS2088A), сохраняя при этом низкое энергопотребление.

В частности, LX2160A имеет 16 высокопроизводительных ядер ARM Cortex-A72, работающих на частоте более 2 ГГц при потреблении 20-30 Вт. Чип поддерживает стандарты как Ethernet 100 Гбит/с, так и PCIe Gen4 interconnect.

Почему же так важны граничные вычисления?
Промышленность, включая NXP, имеет тенденцию рассматривать обработку данных на границе сети в качестве драйвера для следующего этапа развития сетей, вычислений и роста инфраструктуры IoT. Путем перемещения рабочих нагрузок из облака на границу операторы будут испытывать меньшую задержку, в то же время обеспечивая отказоустойчивость и надежность полосы пропускания, объяснил Фостер.

Боб Уилер (Bob Wheeler), главный аналитик, отвечающий за сетевое взаимодействие в Linley Group, заявил: «В некоторых случаях, например, в сетях доставки контента, переход от облака к границе уже происходит». Он предсказал: «Мобильные граничные вычисления в первую очередь будут сочетаться с развертыванием 5G, начиная с 2019 года». 
        NXP конкурирует за «границу» c Intel и Cavium

           Гонка за лидерство в виртуализации сетей (Источник: NXP)

Гонка в области виртуализации сети перемещается к середине с двух сторон. Лагерь X86 перемещается от центра обработки данных, а лагерь ARM продвигается от границы.

Отвечая на вопрос о конкуренции NXP в этой гонке, Уилер сообщил следующее: «Ключевыми конкурентами являются Cavium Octeon TX в лагере ARM и Intel Xeon D со стороны x86». Хотя заявка на то, что LX2 от NXP предложит «превосходную энергоэффективность и более современные сетевые интерфейсы (25/50/100G Ethernet), никто не увидит, как он работает, пока не начнутся пробы в первом квартале следующего года. Он отметил, что конкуренты NXP уже производятся.

Но какая обработка данных имеется в виду, когда говорят о разгрузке обработки в середине сети? Фостер из NXP объяснил: «Примером могут служить камеры, установленной на базовых станциях. Базовые станции могут передавать видео (захваченные такими камерами) обратно в ЦОД для обработки - например, распознавание лиц потерянных детей. Но базовые станции также могут выполнять определенную обработку локально, а затем отправлять только метаданные обратно в ЦОД».

Как отметил Джой Бирн (Joe Byrne), старший менеджер по стратегическому маркетингу NXP Digital Networking Group, границы, используемые для разделения краевых и облачных вычислений, размываются. Это также означает, что SoC, используемый в середине сети, должен иметь подходящий класс производительности для обеспечения безопасных виртуализированных сервисов.

Фостер отметил, что за пределами 16 блоков ядер ARM Cortex-A72 и богатого набора модулей ввода-вывода, LX2160A имеет кэш-память 8 МБ для хранения внутренних пакетов. «Это намного экономичнее, чем добавление двух контроллеров памяти DDR», что может быть дорогостоящим.          

         NXP конкурирует за «границу» c Intel и Cavium

            Что находится внутри LX2160A (Источник NXP)

Самое большое различие между решениями NXP и Intel – это уровень интеграции. Для Intel Xeon D-1548 SoC необходимо добавить два отдельных чипа - один для Ethernet, другой для ускорения безопасности. NXP объединил их всех в одном. 

           NXP конкурирует за «границу» c Intel и Cavium

                Сравнение решений NXP и Intel (Источник: NXP)

По сравнению с решением Cavium, хотя и NXP и Cavium принадлежат к лагерю ARM, NXP SoC является более производительным при меньшей мощности благодаря использованию плавникового полевого транзистора (FinFET), заметил Фостер.

Для хакеров наступают трудные времена

Исследователи из Женевского университета (UNIGE), Швейцария, разработали новый генератор истинно случайных чисел, основанный на принципах квантовой физики.

Всякий раз, когда нам нужно сохранить переписку в тайне, необходим криптографический ключ. Для того чтобы этот ключ был надежным, он должен состоять из чисел, выбранных наугад без какой-либо структуры. Но для человека чрезвычайно сложно выбирать без предвзятости, даже хаотично ударяя по клавиатуре.

Для решения этой проблемы исследователи из Женевского университета (UNIGE), Швейцария, разработали новый генератор случайных чисел, основанный на принципах квантовой физики. Эта физическая теория полная явлений, которые противоречат нашему здравому смыслу, показывает, что определенные физические события происходят совершенно случайно, что делает их невозможными для прогнозирования. В отличие от предыдущих методов, новая система позволяет пользователю проверять надежность случайных чисел, которые он генерирует в реальном времени. Эта работа, появившаяся в научном журнале Physical Review Applied, значительно усложнит задачи хакеров, которые больше не смогут использовать предвзятость, возникающую из-за человеческой ошибки или возможных недостатков в существующих устройствах.

Чтобы создать хороший криптографический ключ, в нем нужно чередовать случайным образом 0 и 1. Однако когда мы, люди, пытаемся генерировать последовательность чисел, которые мы считаем случайными, она всегда оказывается частично предсказуемой, что видно из поведенческих исследований и статистики. Кроме того, помимо плохого понимания случайности, человеческий мозг также намного медленнее, чем машины, которые могут выводить миллионы чисел в секунду. Это дает хакерам возможность взломать пароли, которые пользователь считает безопасными.

В течение последних двадцати лет исследователи обратились к квантовой физике, характеризующейся совершенно случайными и непредсказуемыми процессами, для разработки новых криптографических методов и, в частности, для генерации случайных чисел. «Отправляйте фотон (частицу света) на полупрозрачное зеркало. Либо он пройдет через зеркало, либо отразится. Но даже в принципе невозможно заранее предсказать, какое из этих двух видов поведения будет иметь место. Это основная идея создания квантовых случайных чисел», - объясняет Николас Бруннер (Nicolas Brunner), профессор кафедры прикладной физики на факультете науки UNIGE, который отвечает за теоретические аспекты новых исследований. Мощные генераторы квантовых случайных чисел сегодня доступны в коммерческих целях. Однако одним из ограничений существующих устройств является то, что пользователю невозможно независимо убедиться, что генерируемые числа фактически действительно случайны, а не, например, состоят из цифр из ϖ. Пользователь должен доверять устройству (и, следовательно, его изготовителю) даже после нескольких лет использования. Поэтому имеет смысл спросить, можно ли улучшить нынешние системы с этой точки зрения.

«Мы хотели создать устройство, которое может постоянно тестироваться, чтобы гарантировать, что оно будет функционировать правильно в любое время и, таким образом, гарантировать, что генерируемые случайные числа надежны», - говорит проф. Бруннер. Чтобы добиться этого, физики UNIGE разработали «самотестирующийся» квантовый генератор случайных чисел, который позволяет пользователю проверять в реальном времени, что устройство работает оптимально и доставляет несмещенные случайные числа. «Генератор должен решить задачи, для которых мы его откалибровали. Если задачи решаются правильно, получаемые числа гарантированно будут случайными. Если устройство не находит правильного решения, случайность не гарантируется, и тогда пользователь должен откалибровать устройство заново. Это позволяет избежать риска использования чисел с псевдослучайностью (или неслучайные) для генерации паролей, которые хакер мог взломать», - отмечает профессор Хьюго Збинден (Hugo Zbinden). Он отвечал за экспериментальные аспекты исследования. Действительно, новый генератор позволяет точно измерять качество выходных случайных чисел. Совершенно случайные числа затем могут быть извлечены и использованы для приложений безопасности, таких как создание паролей, которые устойчивы к взлому.

Самотестирующийся квантовый генератор случайных чисел позволит повысить безопасность паролей и криптографических протоколов еще на одну ступень. Здесь безопасность гарантируется самими законами физики, а не технологическими ограничениями хакеров. Это исследование, проведенное физиками в UNIGE, позволяет лучше понять квантовую случайность, а также ее использование в информационных технологиях.

Для хакеров наступают трудные времена

Исследователи могут генерировать совершенно случайные числа, используя квантовые свойства света

Ученые обнаружили двумерный магнит

Впервые ученые обнаружили магнетизм в двумерном мире монослоев, или материалов, которые образованы одним атомным слоем, что открывает дверь для новых приложений.

Магнитные материалы составляют основу технологий, которые сегодня играют все более важную роль в нашей жизни, включая считывание и хранение данных на жестком диске. Но поскольку наши инновационные мечты включают желания иметь все более и более быстрые устройства, исследователи ищут новые магнитные материалы, которые являются более компактными, более эффективными и могут управляться с использованием точных, надежных методов.

Команда во главе с Вашингтонским университетом (UW) и Массачусетским технологическим институтом (МТИ) впервые обнаружила магнетизм в двумерном мире монослоев, или материалов, которые образованы одним атомным слоем. Выводы, опубликованные в журнале Nature, показывают, что магнитные свойства могут существовать даже в двумерной области, открывая мир новых потенциальных приложений.

«То, что мы обнаружили здесь, - это изолированный двумерный материал с внутренним магнетизмом, и магнетизм в системе очень устойчив, - сказал Сяодун Сюй (Xiaodong Xu), профессор физики, материаловедения и инженерных наук, а также член Института чистой энергии в UW. - Мы предполагаем, что на основе этих новых двумерных магнитов могут появиться новые информационные технологии».

Проф. Сюй и проф. Пабло Харилло-Эрреро (Pablo Jarillo-Herrero) из МТИ возглавляли международную команду ученых, которые доказали, что материал – трехйодистый хром, или CrI3, – обладает магнитными свойствами в монослойной форме.

Другие группы, в том числе соавтор Майкл МакГуайр (Michael McGuire) из Окриджской национальной лаборатории, ранее показали, что CrI3 – в его многослойной трехмерной кристаллической форме – является ферромагнетиком. В ферромагнитных материалах спины составляющих электронов устанавливаются в одном направлении даже без внешнего магнитного поля.

Но ни одно трехмерное магнитное вещество ранее не сохраняло свои магнитные свойства при уменьшении до одного атомного слоя. Фактически, монослойные материалы могут демонстрировать уникальные свойства, которые не видны в их многослойных трехмерных формах.

«Вы просто не можете точно предсказать, какие электрические, магнитные, физические или химические свойства двухмерного монослойного кристалла будут основаны на поведении его трехмерной объемной копии», - сказал соавторов и докторант из UW Бевин Хуан (Bevin Huang).

Атомы в монослойных материалах считаются «функционально» двумерными, потому что электроны могут перемещаться только внутри атомного листа, подобно фигурам на шахматной доске.

Чтобы обнаружить свойства CrI3 в его двумерной форме, команда использовала скотч-ленту для отслаивания монослоя CrI3 из трехмерной кристаллической формы. Эта простая недорогая техника была впервые использована для получения графена, двумерной формы графита, и с тех пор успешно применяется к другим материалам.

В ферромагнитных материалах выровненные спины электронов оставляют специфическую сигнатуру, когда луч поляризованного света отражается от поверхности материала. Исследователи обнаружили эту подпись в CrI3 с использованием специального типа микроскопии. Это первый окончательный признак собственного ферромагнетизма в изолированном монослое.

Удивительно, но в слоях CrI3 толщиной в два слоя оптическая сигнатура исчезла. Это указывает на то, что спины электронов противоположно выровнены друг с другом, что называется антиферромагнитным упорядочением.

Ферромагнетизм возвращается в трехслойный CrI3. Ученым нужно будет провести дальнейшие исследования, чтобы понять, почему CrI3 отображает эти замечательные магнитные фазы, зависящие от количества слоев.

«Только двумерные монослои предлагают захватывающие возможности для изучения эффективного и точного электрического управления магнитными свойствами, что было проблемой для реализации в трехмерных объемных кристаллах, - сказал проф. Сюй. - Но еще большая возможность может возникнуть, когда вы складываете монослои с разными физическими свойствами вместе. Там вы можете получить еще более экзотические явления, которые не наблюдаются в одном монослое или в трехмерном объемном кристалле».

Инженер-электрик из UW и профессор физики Кай-Мэй Фу (Kai-Mei Fu) с коллегами, проводившие родственные исследования, опубликовали статью в Science Advances, в которой показано, что ультратонкая форма CrI3 при укладке с монослоем вольфрама диселенида создает ультрачистый «гетероструктурный» интерфейс с уникальными и неожиданными оптическими и магнитными свойствами.

«Гетероструктуры обладают наибольшим потенциалом для реализации новых приложений в области вычислительной техники, хранения данных, коммуникаций и других приложений, которые мы еще не можем представить», - сказал проф. Сюй.

Ученые обнаружили двухмерный магнит

Вид сверху одного слоя CrI3. Серые шарики представляют собой атомы Cr, а пурпурные – атомы I

Как граничные вычисления изменяют сеть

Граничные (или краевые) вычисления позволяют обрабатывать данные ближе к тому месту, где они создаются, а не отправлять их по длинным маршрутам в ЦОД или облака.

Выполнение этих вычислений ближе к границе сети позволяет организациям анализировать важные данные почти в режиме реального времени – потребность организаций во многих отраслях, включая производство, здравоохранение, телекоммуникации и финансы.

Граничные вычисления обычно упоминается в контексте IoT, где граничные устройства – иногда их огромные количества – собирают данные и отправляют их в ЦОД или облако для обработки. Эти вычисления упорядочивают данные локально, поэтому некоторые из них обрабатываются непосредственно на граничных устройствах, что уменьшает трафик в центральный репозиторий.

Как правило, это делают устройства IoT, переносящие данные на локальное устройство небольшого форм-фактора, которое выполняет вычисления, хранение и сетевое подключение. Данные обрабатываются на границе, и все или часть их отправляется в центральный репозиторий обработки или хранения в корпоративный ЦОД, площадку совместного размещения или облако IaaS.

Граничные вычисления предоставляют много преимуществ при самых разных обстоятельствах. Одно из них заключается в том, что устройства IoT имеют плохую связь и постоянное подключение их к центральному облаку неэффективно.

Другие случаи использования связаны с обработкой информации, чувствительной к задержкам. Граничные вычисления уменьшают время ожидания, потому что данные не должны проходить по сети в ЦОД или облако для обработки. Это идеально подходит для ситуаций, когда задержки в миллисекундах могут быть недопустимы, например, в финансовых услугах или производстве.

Одним из примеров развертывания граничных вычислений может служить нефтяная вышка в океане, на которой тысячи датчиков генерируют огромные объемы данных, большинство из которых может быть несущественными, например, это данные, которые подтверждают правильность работы систем.

Эти данные не обязательно должны отправляться по сети сразу после их создания, поэтому локальная граничная вычислительная система собирает данные и отправляет ежедневные отчеты в главный ЦОД или облако для долгосрочного хранения. Передавая только важные данные, граничная вычислительная система уменьшает сетевой трафик.

По мере того как развивается рынок граничных вычислений, формируется еще один важный термин, относящийся к границе: туманные вычисления (fog computing).

Туманные вычисления относятся больше к сетевым соединениям между пограничными устройствами и облаком. Граничные, с другой стороны, более конкретно имеют отношение к вычислительным процессам, выполняемым близко к пограничным устройствам. Таким образом, туманные вычисления включают граничные вычисления, но также будут включать сеть, необходимую для доставки обработанных данных в конечный пункт назначения.

Сторонники Консорциума OpenFog, организации, возглавляемой Cisco, Intel, Microsoft, Dell EMC и академическими институтами, такими как университеты Принстона и Пердью, разрабатывают эталонные архитектуры для развертывания туманных и граничных вычислений.

Если обратиться к безопасности граничных вычислений, то есть две стороны медали. Некоторые утверждают, что безопасность теоретически лучше в пограничной вычислительной среде, потому что данные не распространяются по сети, и они остаются ближе к тому месту, где были созданы. Чем меньше данных в корпоративном ЦОД или облачной среде, тем меньше данных будут уязвимыми, если одна из этих сред включена.

Оборотная сторона этого – некоторые из тех, кто полагает, что граничные вычисления по своей сути менее безопасны, поскольку сами пограничные устройства могут быть более уязвимыми. Поэтому при проектировании любого развертывания с использованием граничных или туманных вычислений, безопасность должна быть на первом плане. Шифрование данных, контроль доступа и использование туннелирования виртуальных частных сетей являются важными элементами защиты граничных вычислительных систем.

Как граничные вычисления изменяют сеть

По материалам Network World

Магнитоэлектрическая ячейка памяти повышает энергоэффективность

Исследователи разработали магнитоэлектрическую ячейку памяти произвольного доступа на основе опосредованного напряжением магнитоэлектрического эффекта, который обещает чрезвычайно низкие энергии записи и считывания битов.

Сегодняшние компьютеры обеспечивают хранение огромных объемов данных с чрезвычайно большими плотностями записи, но на запись и извлечение этой информации тратится много энергии. Более 99% потребляемой мощности при хранении и обработке информации теряются в виде тепла.

Группа исследователей из Франции и России разработала магнитоэлектрическую ячейку памяти с произвольным доступом (MELRAM), которая имеет потенциал для повышения энергоэффективности и тем самым уменьшает количество тепловых потерь на порядки для операций считывания при комнатной температуре. Исследование может помочь в производстве таких устройств, как мгновенно включаемые ноутбуки, флэш-накопителей с низким уровнем потребления и центров хранения данных, которые требуют гораздо меньшего охлаждения.

Миллиарды транзисторов теперь могут быть вытравлены на одиночных чипах размером с копейку, но в какой-то момент увеличение их числа для еще большей производительности на том же пространстве будет невозможно. Такая плотность этих наноскопических транзисторов приводит к нежелательному нагреву наряду и взаимодействиями на квантовом уровне, которые теперь должны устраняться.

В течение последних нескольких лет научные исследования для изучения магнитных свойств электронов в явлении, называемом магнитоэлектрическим эффектом, увеличились. Этот эффект, часто представляющий интерес в области исследований, известной как спинтроника, использует спин электрона, а не его заряд. Спином можно потенциально манипулировать на шкалах меньшего размера, используя гораздо меньше энергии.

Большинство усилий было сосредоточено на снижение энергии операций записи в магнитных запоминающих устройствах, поскольку эти операции обычно используют больше энергии, чем операции чтения. В 2010 году та же французская и российская команда показала, что комбинация магнитоупругих и пьезоэлектрических материалов в ячейке магнитоэлектрической памяти может позволить 100-кратное уменьшение энергии, необходимой для процесса записи. В последней работе исследователи показывают, что тот же принцип магнитоэлектричества также может использоваться для операций чтения со сверхнизким потреблением энергии.

Ядро ячейки памяти MELRAM основано на объединении свойств двух типов материалов путем их механического соединения. Магнитные сплавы, один – на основе комбинации тербиум-кобальта, а другой – железа и кобальта, толщиной несколько нанометров сложены друг над другом. Сплавы образуют магнитоупругий нанокомпозитный материал, магнитные спины которого реагируют на механические нагрузки.

Затем эти сплавы помещают на пьезоэлектрическую подложку, состоящую из релаксорных сегнетоэлектриков, экзотических материалов, которые изменяют свою форму или размеры, когда они подвергаются воздействию электрического поля.

«Вместе эти материалы представляют собой мультиферроидные (сегнетомагнетики) гетероструктуры, в которых управление магнитными свойствами становится возможным благодаря применению электрического напряжения», - сказал Николас Тьерцелин (Nicolas Tiercelin), соавтор статьи и научный сотрудник Национального центра научных исследований (Centre national de la recherche scientifique, CNRS), который проводит исследования в Институте электроники, микроэлектроники и нанотехнологий в Лилле, Франция.

«Многокомпонентный нанокомпозит обеспечивает сильное магнитоэлектрическое взаимодействие при комнатной температуре, - отметил Владимир Преображенский, еще один соавтор работы, директор по исследованиям в Центре волновых исследований Института общей физики им. Прохорова, РАН, в Москве. - Это взаимодействие является основным механизмом управления магнитными состояниями с помощью электрического поля. Эта особенность магнитоэлектрической памяти является источником ее сверхнизкого энергопотребления».

Джон Чамберс уходит с поста председателя правления Cisco

Как стало изестно, Джон Чамберс покидает пост председателя правления Cisco, а эту должность займет Чак Роббинс (Chuck Robbins). Чамберс - человек эпоха в ИТ-индустрии!

Как генеральный директор Cisco Чамберс, которому сейчас 68 лет, был одним из самых выдающихся представителей того бума, превратившего Интернет в сеть, которая переопределила, как люди работают, общаются и развлекаются. Он обеспечил рост, который за короткое время превратил Cisco в самую ценную компанию в мире, а затем умело вел ее через распад dot-com, финансовый кризис и появление новых конкурентов, которые создавали менее дорогие способы разработки и управления компьютерными сетями.

С июля 2015 г. у руля компании Cisco Systems Чак Роббинс  и теперь к своим обязанностям главного исполнительного директора он добавит роль председателя правления, укрепив свою позицию в попытке переделать бизнес, который Джон Чамберс выстроил в одну из крупнейших компаний в технологической отрасли.

Как стало известно, Чамберс не будет выставлять свою кандидатуру на переизбрание на пост председателя правления в декабре.

Новая роль, по мнению многих наблюдателей, дает Роббинсу более полный контроль над управлением Cisco, крупнейшим производителем оборудования, которое образует основу Интернета. И это происходит в момент, когда "Сеть" стремится освободиться от зависимости от дорогостоящего оборудования, которое обеспечивает большую часть доходов компании Cisco. Под руководством Чамберса, который работал в качестве генерального директора компании с 1995 г. по 2015 г., эти продукты помогли увеличить годовой объем продаж Cisco с 1,2 миллиарда долларов до почти 50 миллиардов долларов. Этот всплеск застопорился по мере того, как изменилась сетевая индустрия, и у Cisco уже не было годового двузначного процентного роста доходов, типичного для раннего руководства Чамберса, начиная с 2010 года.

Роббинс, который принял на себя роль генерального директора в июле 2015 года, изо всех сил пытался запустить продажи, по мере того как отрасль переключалась на облачные вычисления - удаленные ЦОД, которые предоставляют услуги через Интернет. Такие игроки, как Amazon Web Services и Facebook, все чаще создают собственное оборудование и заменяют традиционных поставщиков серверов, хранилищ и сетевых устройств.

В ответ Роббинс пытается заставить продукты Cisco сделать больше для своих клиентов, добавив возможности управления программным обеспечением и автономные сервисы, предоставляемые через Интернет. Большая часть этих усилий осуществляется через ряд приобретений, таких как августовское объявление о покупке за 320 млн. долл Springpath, поставщика программного обеспечения, используемого в ЦОД. По словам Роббинса, в отчете о прибылях и убытках, полученных от программного обеспечения и подписки, отсроченный доход теперь достигает более 5 миллиардов долларов. Это составляет прирост в 50% по сравнению с тем же периодом годом ранее.

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT