Сьогодні для процесорів, які використовуються в центрах обробки даних, є два головні обмеження, що заважають повноцінному масштабуванню систем, — споживання енергії та велика кількість тепла, яке вони виділяють. Японські вчені розробили пристрій під назвою «енергонезалежний перемикальний елемент», який, як вони запевняють, може допомогти обійти ці обмеження.
Новий пристрій здатний обробляти біт — найменшу одиницю інформації, що позначається як «1» або «0», — лише за 40 пікосекунд, або 40 трильйонних часток секунди. Для порівняння, звичайні чипи насилу обробляють біт менш ніж за наносекунду, або мільярдну частку секунди.
Досягти таких високих швидкостей вдалося завдяки використанню сили світла. Пристрій виготовлений із надтонких шарів танталу та станіду тримарганцю на кремнієвій підкладці. Перший матеріал обрали через його здатність накопичувати та вивільняти електрику, другий — через стабільні магнітні властивості та стійкість до впливу зовнішніх магнітних полів.
Також учені створили генератор надшвидких імпульсів для керування світловими імпульсами — тривалістю до 60 пікосекунд на імпульс — у межах стандартного діапазону довжин хвиль зв’язку. Кожен світловий імпульс проходив через високошвидкісний фотодетектор, який називається фотодіодом з односпрямованим перенесенням носіїв заряду (UTD-PD).
Коли енергонезалежний перемикальний пристрій отримував імпульси від UTD-PD, спіни електронів у матеріалі змінювалися, і вчені зафіксували надзвичайно малу магнітну силу. Тестування розробки в лабораторних умовах показало високу стабільність і надійність пристрою, попри понад мільярд перемикань. Крім того, підтримання магнітної інформації не вимагало постійного притоку електрики.
Окремо автори проєкту розповіли про тепловиділення — воно виявилося значно меншим, якщо порівнювати з тепловиділенням звичайного процесора. Таким чином «енергонезалежний перемикальний елемент» зміг обійти ключові обмеження: він працював із вищою швидкістю обробки даних, виділяючи при цьому менше тепла.
Втім, не обійшлося і без ложки дьогтю. Річ у тім, що тантал — дуже рідкісний метал, тому із серійним виробництвом такого пристрою можуть виникнути серйозні проблеми. Також потрібно буде провести серію тестів поза лабораторними умовами, щоб зрозуміти, чи можуть фактори зовнішнього середовища вплинути на кінцеві результати роботи.
Запис Вчені створили пристрій, який обробляє інформацію у 1000 разів швидше за процесори спершу з'явиться на ITsider.com.ua.