Снижение энергопотребления – очень важный вопрос в развитии компьютерных технологий. Если снизить уровень потребления электричества важнейшими компонентами компьютера, можно уменьшить его размеры, снизить нагрев и увеличить эффективность работы. Именно поэтому исследователи ломают головы над тем, как создать новые чипы памяти, которые потребляют значительно меньше ресурсов, чем уже существующие аналоги.
Все существующие сегодня на рынке виды компьютерной памяти используют электрические заряды для того, чтобы хранить информацию. Чипы DRAM-памяти, которыми все мы пользуемся каждый день, хранят заряд в конденсаторах. В зависимости от того, заряжен ли конденсатор или нет, означает значение бита, равное 0 или 1.
Значение бита может меняться с молниеносной скоростью, но есть у этой технологии и свои минусы. К ним можно смело отнести полную потерю данных при отключении чипа памяти от источника энергии. Приводы SSD отчасти решают эту проблему, но даже на них информация не находится в полной безопасности, и существует реальный риск её исчезновения в случае, если диск лежит отключенный от питания в течение длительного времени.
Кроме всего прочего, современные чипы памяти требуют большого количества энергии для своей работы, а также выделяют довольно много тепла. Именно поэтому учёные и пытаются найти способ избежать необходимости в наличии постоянного подключения к источнику питания, но при этом сохранить быстродействие технологии DRAM.
Исследователи Университета Корнелла сделали открытие, которое может привести к появлению нового поколения чипов компьютерной памяти. Профессора Джон Хирон, Даррел Шлём и Дэн Ральф обнаружили, что данные можно хранить в памяти, созданной из феррита висмута, при этом такой памяти не нужно наличие постоянного электропитания.
Феррит висмута – это химическое соединение с мультиферроидными свойствами, когда в одном материале сосуществуют одновременно два или более типов ферро-упорядочения. Другими словами, материал обладает своим постоянным магнитным полем, которое всегда электрически поляризовано. При воздействии на материал электрического заряда он меняет поляризацию, а когда поляризация изменена, она остаётся в таком положении навсегда, пока на материал вновь не начнут воздействовать электричеством. Эту самую поляризацию можно использовать для хранения ценных бит данных.
Открытие учёных позволяет избежать лишних затрат электроэнергии, так как теперь электрический ток нужен лишь для того, чтобы сменить поляризацию, а не поддерживать хранение информации постоянно. До этого существовали подобные разработки, но они должны были работать при экстремально низких температурах. Память же на основе феррита висмута может функционировать при обычной комнатной температуре без каких-либо проблем.
Пока учёные создали тестовый образец, хранящий всего один бит информации, тогда как стандартный чип DRAM содержит в себе миллионы конденсаторов и транзисторов. Учёным предстоит ещё немало работы, но, возможно, ими было положено начало совершенно новой эпохи в области компьютерных технологий.
Потенциал у этого открытия действительно очень большой. Но так как исследования находятся на очень ранней стадии, пройдёт не менее десяти лет, прежде чем мы с вами сможем увидеть на полках магазинов первые чипы, созданные на основе данной технологии.