В спинтронных процессорах потребление энергии сократится на три порядка

В современных микропроцессорах электрический ток проходит через транзисторы, которые, по сути, являются миниатюрными электронными коммутаторами. Протекая через открытый коммутатор, электроны выделяют тепло, кроме того, из-за наличия токов утечки тепловыделение не прекращается даже после закрытия транзистора. В ходе миниатюризации чипов количество вентилей в них увеличивается, и количество энергии, теряемой в виде тепла, тоже растет.

Для уменьшения энергопотребления логических устройств сотрудники Калифорнийского Университета в Лос-Анджелесе (UCLA) использовали новый класс магнитных материалов, мультиферроики. Энергия в них распространяется в виде спиновых волн, то есть согласованного движения самих электронов при этом не происходит.

Эксперименты в UCLA продемонстрировали, что генерирование спиновых волн в мультиферроиках (осуществляемое путем приложения переменного напряжения) способно уменьшить тепловые потери и, таким образом, обеспечить увеличение энергетической эффективности вычислений вплоть до 1000 раз. Более подробно полученные результаты разобраны в статье для Applied Physics Letters.

«Электрическое управление намагниченностью без использования тока заряженных частиц является быстрорастущей областью магнитных исследований, — пишет один из авторов статьи, Педрам Халили (Pedram Khalili). — Это может иметь непосредственное значение для будущих устройств обработки и хранения данных, и наши недавние результаты в этом контексте представляют большой интерес».