Магнитные транзисторы расходуют в 10 тыс. раз меньше энергии, чем кремниевые

Идея магнитных коммутаторов, как экономичной альтернативы обычным кремниевым транзисторам, обсуждается, начиная с 90-х годов прошлого века. До сих пор, однако, все упиралось в необходимость сильного магнитного поля для обеспечения нужной ориентации магнитов: вся сэкономленная энергия тратится на создание такого поля.

Новая работа ученых из Калифорнийского университета в Беркли (UC Berkeley) демонстрирует возможность получения магнитных устройств, потребляющих в 10 тыс. раз меньше энергии, чем прежние решения. Об этом повествует статья, вышедшая на прошлой неделе в журнале Nature. Основу предложенного устройства составляют танталовые проводники — этот редкий металл входит в состав конденсаторов, широко используемых в потребительской технике от лазерных проигрывателей до сотовых телефонов. Тантал обладает свойством, которое делает его особенно полезным для магнитных приложений: при протекании через танталовый провод электрического тока, все электроны с одной ориентацией спина мигрируют на одну сторону провода, а с противоположной — на другую. Физическое движение этих электронов производит поляризацию системы без необходимости применения внешнего магнитного поля.

Главное достоинство магнитных переключателей состоит в том, что они сохраняют свое состояние при отключенном токе. Это означает, что теоретический магнитный процессор сможет потреблять значительно меньше энергии, чем полупроводниковый, расходующий ее, даже не производя вычислений.

Кроме того, способность сохранять заданное состояние делает магнитный чип программируемым. Выполнение специфических задач, которое в кремниевых устройствах задается аппаратно, на этапе их изготовления, в магнитных может делаться на лету, в ответ на программные инструкции.

Несмотря на то, что магнитные транзисторы во многих отношениях сильно отличаются от привычных нам полупроводниковых, основа у них одна — двоичные операции. Это означает, что их производство будет базироваться на принципах, уже хорошо освоенных электронной индустрией. Кроме того, тантал, как уже упоминалось, является относительно широко используемым материалом и его внедрение в новый производственный процесс не должно представить серьезных проблем.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI