Energifri superhurtig computing opfundet af forskere, der bruger lysimpulser

Superhurtig databehandling ved hjælp af lyspulser i stedet for elektricitet er blevet skabt af forskere.

Opfindelsen anvender magneter til at registrere computerdata, der bruger næsten ingen energi, løse dilemmaet om, hvordan man opretter hurtigere databehandlingshastigheder uden de medfølgende høje energiomkostninger.

Dagens datacenterservere bruger mellem 2 og 5% af det globale elforbrug, producerer varme, hvilket igen kræver mere strøm til at køle serverne.

Problemet er så akut, at Microsoft endda har nedsænket hundredvis af sine datacenter -tjenester i havet i et forsøg på at holde dem kølige og reducere omkostningerne.

De fleste data er kodet som binær information (henholdsvis 0 eller 1) gennem orienteringen af ​​små magneter, kaldet spins, i magnetiske harddiske. Det magnetiske læse-/skrivehoved bruges til at indstille eller hente information ved hjælp af elektriske strømme, der spilder enorme mængder energi.

Nu et internationalt team, der udgiver i Natur har løst problemet ved at erstatte elektricitet med ekstremt korte lyspulser - varigheden af ​​en billioner af et sekund - koncentreret af specielle antenner oven på en magnet.

Denne nye metode er superhurtig, men så energieffektiv, at magnetens temperatur slet ikke stiger.

Teamet omfatter Dr. Rostislav Mikhaylovskiy, tidligere ved Radboud University og nu Lancaster University, Stefan Schlauderer, Dr. Christoph Lange og professor Rupert Huber fra Regensburg University, Professor Alexey Kimel fra Radboud University og professor Anatoly Zvezdin fra Russian Academy of Sciences.

De demonstrerede denne nye metode ved at pulsere en magnet med ultrakorte lysudbrud (varigheden af ​​en milliontedel af en milliontedel af et sekund) ved frekvenser i det fjerne infrarøde, det såkaldte terahertz spektralområde.

Imidlertid, selv de stærkeste eksisterende kilder til terahertz -lyset gav ikke stærke nok pulser til at skifte orientering af en magnet til dato.

Gennembruddet blev opnået ved at udnytte den effektive interaktionsmekanisme til kobling mellem spins og terahertz elektriske felt, som blev opdaget af det samme hold.

Forskerne udviklede og fremstillede derefter en meget lille antenne oven på magneten for at koncentrere sig og derved forbedre det elektriske lysfelt. Dette stærkeste lokale elektriske felt var tilstrækkeligt til at navigere magnetiseringen af ​​magneten til dens nye orientering på bare en billionion af et sekund.

Magnetens temperatur steg overhovedet ikke, da denne proces kræver energi på kun en kvante af terahertz -lyset - en foton - pr. Spin.

Dr. Mikhaylovskiy sagde:"Det rekordlange energitab gør denne tilgang skalerbar.

Fremtidige lagerenheder vil også udnytte den fremragende rumlige definition af antennestrukturer, der muliggør praktiske magnetiske minder med samtidig maksimal energieffektivitet og hastighed. "

Han planlægger at udføre yderligere forskning ved hjælp af den nye ultrahurtige laser ved Lancaster University sammen med acceleratorer ved Cockroft Institute, der er i stand til at generere intense lyspulser for at tillade skift af magneter og til at bestemme de praktiske og grundlæggende hastigheds- og energigrænser for magnetisk optagelse.