`

СПЕЦІАЛЬНІ
ПАРТНЕРИ
ПРОЕКТУ

Чи використовує ваша компанія ChatGPT в роботі?

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

 

Леонід Бараш

Магнитные вихри в будущих устройствах хранения данных

+11
голос

Сегодня индустрия требует для хранения данных совершенно новые устройства, которые имеют более высокую производительность при резко сниженном потреблении энергии. Такие устройства могут быть созданы на основе скирмионов.

Магнитные (анти)скирмионы - это микроскопически маленькие вихри, которые встречаются в специальных классах магнитных материалов. Эти нанообъекты могут быть использованы для размещения цифровых данных по их наличию или отсутствию в последовательности вдоль магнитной полосы. Команда ученых из институтов Макса Планка (MPI) по физике микроструктуры в Халле и по химической физике твердого тела в Дрездене и Университете Мартина Лютера в Халле-Виттенберге (MLU) в настоящее время сделала наблюдение, что скирмионы и антискирмионы могут сосуществовать, позволяя расширить свои возможности в устройствах хранения. Результаты были опубликованы в научном журнале Nature Communications.

В связи с постоянно увеличивающимися объемами цифровых данных от растущего числа устройств потребность в емкости для хранения данных резко возросла за последние несколько лет. Традиционные технологии хранения изо всех сил пытаются не отставать. В то же время постоянно растущее энергопотребление этих устройств - жестких дисков (HDD) и оперативной памяти (RAM) - противоречит «зеленой» энергетической среде. Требуются совершенно новые устройства, которые имеют более высокую производительность при резко сниженном потреблении энергии.

Многообещающим предложением является устройство памяти с магнитным треком. Оно состоит из наноскопических магнитных полос (треков), на которых данные кодируются магнитными нанообъектами, обычно их наличием или отсутствием в определенных положениях. Одним из возможных нанообъектов является магнитный (анти)скирмион: это чрезвычайно устойчивый вихрь намагниченности, размер которого может варьироваться от микрометров до нанометров. Эти объекты могут быть записаны и удалены, прочитаны и, что наиболее важно, перемещены токами, что позволяет эксплуатировать трек без каких-либо движущихся частей. «Устанавливая несколько треков, расположенных один над другим, для создания изначально трехмерного запоминающего устройства, емкость хранилища может быть значительно увеличена по сравнению с твердотельными накопителями и даже жесткими дисками. Более того, такое запоминающее устройство с треком будет работать на доле энергии, потребляемой обычными запоминающими устройствами. Это будет намного быстрее, намного компактнее и надежнее», - объясняет профессор Стюарт Паркин (Stuart Parkin), директор MPI по физике микроструктур в Халле.

«Скирмионы и антискирмионы являются «противоположными» магнитными вихрями. Однако до недавнего времени считалось, что эти два различных объекта могут существовать только в разных классах материалов», - объясняет профессор Ингрид Мертиг (Ingrid Mertig) из Института физики из MLU. Исследовательская группа из институтов Макса Планка в Халле, Дрездене и MLU в настоящее время обнаружили, что антискирмионы и скирмионы могут сосуществовать при определенных условиях в одном материале.

Скирмионы и антискирмионы стабилизируются в разных материалах магнитным взаимодействием, которое напрямую связано со структурой основного материала. В некоторых материалах могут образовываться только скирмионы, тогда как в других материалах антискирмионы являются энергетически предпочтительнее. Однако ранее упускалось из виду то, что отдельные магниты в каждом материале (магнитные диполи) также значительно взаимодействуют друг с другом посредством диполь-дипольного взаимодействия. Это взаимодействие всегда предпочитает скирмионы. По этой причине даже «антискирмионные материалы» могут демонстрировать скирмионы (но не наоборот). Это происходит обычно при понижении температуры. При критической температуре перехода два разных объекта сосуществуют.

Помимо своей фундаментальной значимости, этот вывод позволяет использовать улучшенную версию хранилища данных на основе треков, где битовая последовательность может, например, быть закодирована последовательностью скирмионов (бит «1») и антискирмионов (бит «0»). Эта концепция будет более надежной, чем обычные треки.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365

+11
голос

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Ukraine

 

  •  Home  •  Ринок  •  IТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Мережі  •  Безпека  •  Наука  •  IoT