Если у исследователей из Японии все получится, то компьютеры, работающие в режиме обогащения, могут в скором времени заменить сегодняшние модели. Инновация исключит использование энергозависимой памяти, которая потребляет питание для поддержания хранения данных, а также снизит связанные с этим гигантские потери энергии. Большинство составляющих современных компьютеров имеют энергозависимые приборы, такие как транзисторы или динамическую память с произвольным доступом (DRAM), которые теряют всю информацию, если их отключить. Поэтому компьютеры сделаны с тем расчетом, что питание работает в режиме обогащения.
В 2000 году появилась концепция технологии режима ожидания (instant on), основанная на магниторезистивной оперативной памяти, как способ ускорения раздражающе долгого включения. Однако данная концепция имеет большой недостаток, так как она требует использования энергозависимых устройств, которые продолжают потреблять энергию после первоначального включения.
В 2001 году японские ученые нашли способ, как избавиться от этой бесцельной потери энергии, используя энергонезависимую функцию продвинутой технологии переноса спинового момента магниторезистивной оперативной памяти для создания нового типа компьютеров – работающих в режиме обогащения.
Сейчас Коджи Андо (Koji Ando) вместе с коллегами из организации Japanese National Projects видят будущее для технологии, упомянутой выше, и в научном журнале Journal of Applied Physics описано, как они радикально меняют компьютерную архитектуру и бытовую технику.
«Спинтроника соединяет магнитное поле с электроникой на квантово-механическом уровне, – объясняет Андо. – В самом деле, технологии переноса спинового момента магниторезистивной оперативной памяти больше не требует электромагнитную катушку для записи и чтения информации. Мы воодушевлены этой сменой парадигмы и работаем над разработкой различных технологий для электронных устройств следующего поколения».
Потенциал изменения существующих технологий заключается в том, что потребление энергии компьютером будет равняться нулю в любой момент времени, когда пользователь отсутствует, что может стать результатом создания чрезвычайно энергоэффективных персональных устройств, питающихся от ручного кривошипа или встроенной солнечной батареи. Такие устройства могут быть широко применимы как в мобильных устройствах, так и в носимых и встраиваемых технологиях. Также они могут быть полезны в сферах здравоохранения, безопасности и индустриях образовательных услуг.
Однако необходимо преодолеть некоторые препятствия.
«Нам нужны высокопроизводительные энергонезависимые устройства, которые не требуют источника энергии для хранения в памяти информации, чтобы создать компьютеры, функционирующие в режиме обогащения, и одновременно гарантирующие эффективную высокоскоростную работу для управления данными, – говорит Андо. – Основная память, например, требует производительность в 10-30 наносекунд, а плотность – 1 Гигабит на один чип».
Технология переноса спинового момента магниторезистивной оперативной памяти сыграет ключевую роль в компьютерах, работающих в режиме обогащения. Она впервые будет требовать интеграцию в различных технологиях.
«В настоящее время мы сотрудничаем с исследователями в различных областях: материаловедении, технологии устройств, схемотехнике, архитектуре памяти и компьютера, в сфере операционных систем», – говорит Андо.