Будущие компьютеры для работы, возможно, будут полагаться на магнитные процессоры, потребляющие в миллион раз меньше электроэнергии, чем нынешние чипы. Фактически, подобные магнитные процессоры вообще не будут потреблять внешней энергии, так как будут полагаться на законы физики для работы, утверждают инженеры в Университете Калифорнии в городе Беркли.
Сегодняшние микропроцессоры полагаются в работе на электрические цепи или на перемещения электронов, что вынуждает процессоры довольно сильно греться во время работы. Однако микропроцессоры, оснащенные нанометровыми магнитами, похожими на магниты в электродвигателях, не будут требовать перемещения электронов, соответственно микропроцессоры, чипы памяти и прочие компоненты не будут греться.
В Беркли говорят, что подобные чипы будут рассеивать лишь 18 микроэлектрон-вольт на одну операцию в условиях комнатной температуры - это примерно в миллион раз меньше, чем объем энергии, потребляемой современными микропроцессорами. "Сегодняшние компьютеры работают за счет электричества, перемещая электроны по цепи и производя расчеты", - говорит инженер Университета Калифорнии Брайен Лэмбсон. "Магнитные компьютеры уже не будут перемещать электроны. Обрабатывать и хранить данные можно будет при помощи магнитов. Если нам удастся сделать эти магниты достаточно малыми, то мы сможем упаковать их довольно близко друг к другу и заставить взаимодействовать друг с другом".
В Беркли говорят, что разработки магнитных чипов ведутся в рамках гранта размером в 25 млн долларов от Национального научного фонда США.
Джеффри Бокор, помощник профессора инженерных и компьютерных наук, говорит, что создаваемые магнитные чипы пока далеки от массового производства, но когда они начнут производиться, то их стоимость может снизиться примерно в 10 раз от стоимости первых образцов. Также Бокор говорит, что создаваемые ими чипы являются первыми в истории чипами, которые будут работать буквально на пределе Ландауэра. Данная физическая система, разработанная физиком Рольфом Ландауэром, описывает минимальный предел информации для выполнения простой логической операции И или ИЛИ. В Беркли говорят, что их чипы фактически имеют показатели потребления и теплоотделения, ограниченные вторым законом термодинамики.
На сегодня в Беркли разработали прототипы крошечных магнитов, имеющих размерность от 100 до 200 нанометров, однако когда магнитные процессоры дойдут до стадии реального производства, размер наномагнитнов планируется сократить примерно в 10 раз. В основе логического определения магнитных транзисторов будет лежать факт их намагниченности - логический ноль говорит о нейтральном положении магнита, логическая единица - о присутствии там заряда.
Сейчас в Беркли экспериментируют с простыми логическими операциями на базе магнитов, например с удалением и записью битов.
Источник: CyberSecurity
|
