Ingeniørforskere udvikler en proces, der kan gøre big data og cloud storage mere energieffektive

Efterhånden som big data og cloud -applikationer blomstrer, en af ​​de store udfordringer for fremtidig computing er at finde energieffektive metoder til datalagring.

Magnetisk materiale bruges almindeligvis til datalagring - tænk på magnetstrimler på bagsiden af ​​et kreditkort - og evnen til at vende "polariteten" (magnetiseringsretning) for magnetiske partikler, der bevares i lange perioder uden brug af strøm er afgørende til ikke -flygtig magnetisk hukommelse.

En gruppe forskere ved Virginia Commonwealth University School of Engineering har udviklet en proces til at bringe denne vending af magnetisk "polaritet" til livs. Gruppens metode giver en betydelig reduktion i energi, der kræves til store data og cloud -hukommelseslagring.

"Når du ser på energireduktionen, som dette giver, det er en stor ændring, "sagde Jayasimha Atulasimha, Ph.d., Qimonda lektor i Institut for Maskin- og Kerneteknik. "Dette har potentiale til betydeligt at reducere energiforbruget ved at skifte ikke-flygtige magnetiske hukommelsesenheder."

Det system, som Atulasimha og doktorandkandidater Dhritiman Bhattacharya og Md Mamun Al-Rashid har designet, bruger et elektrisk felt til at vende retningen af ​​magnetiske skyrmions. En magnetisk skyrmion er en magnetisk tilstand karakteriseret ved en kerne, der peger enten opad eller nedad, og roterer gradvist fra sin kerne til dens periferi.

Bhattacharya opdagede, at et elektrisk felt alene kunne forårsage en vending i kernemagnetisering. Ved hjælp af et elektrisk felt, i stedet for strøm eller et magnetfelt, præsenterer muligheden for mere energieffektiv magnetisk hukommelse til computing.

"Det spændende ved denne form for magnetisk kodning er, at det kun tager en lille mængde energi at vende, og når du har den retning, du ønsker, den kan blive der længe. Ingen ekstra energi er nødvendig, "Sagde Bhattacharya.

Al-Rashid benchmarkede Bhattacharyas fund uafhængigt.

"Vi var overraskede over de tidlige resultater, at et elektrisk felt alene kunne vende skyrmionkernen, men nu forstår vi, hvorfor dette sker, sagde Al-Rashid.

I den næste fase af gruppens forskning, de vil undersøge, hvordan denne proces fungerer i nærvær af termisk støj ved stuetemperatur. De vil også bestemme, hvor kontrolleret processen er for at vurdere, om polariteterne kan vendes hver gang i nærvær af sådanne forstyrrelser.

Ud over energibesparelser til stor datalagring, denne teknologi kan have applikationer i kropsindlejrede enheder, så de kan køre med mindre hyppige udskiftninger af batterier. Det kan også give et værktøj til mere sofistikeret logik i databehandling og hentning.

"Lige nu har vi en idé understøttet af strenge simuleringer, "Atulasimha sagde." Vi håber at studere dette system mere omfattende samt arbejde i samarbejde med andre forsøgsgrupper for at etablere et solidt proof-of-concept i håb om, at denne idé ser anvendelser på et af disse områder. "