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Diese neue Schaltungsarchitektur benötigt keinen Strom für die Datenverarbeitung

Diese neue Schaltungsarchitektur benötigt keinen Strom für die Datenverarbeitung

Klassische Computer verbrauchen eine große Menge Strom für die Berechnung und geben dabei eine große Menge Wärme ab. Der CO2-Fußabdruck solcher Geräte ist eine Bedrohung für unsere Umwelt. Daher versuchen Forscher, Alternativen zu finden.

Zum Glück haben MIT-Forscher ein neues Schaltungsarchitektur-Design erfunden, das auf magnetischen Wellen beruht und für die Berechnung keinen Strom benötigt. Dies wird als ein Sprung bei der Entwicklung magnetbasierter „Spintronic“ -Geräte angesehen.

Solche Vorrichtungen verwenden eine Quanteneigenschaft von Elektronen, die als "Spinwelle" bezeichnet wird, in magnetischen Materialien mit einer Gitterstruktur. Bei diesem Ansatz werden Spinwelleneigenschaften moduliert, um eine quantifizierbare Ausgabe zu erzeugen, die wiederum zur Berechnung von Daten verwendet wird. Das Modulieren dieser Eigenschaften erfordert jedoch das Einspeisen von elektrischem Strom unter Verwendung von Vorrichtungen, die Signalrauschen verursachen können, wodurch der Leistungsgewinn negiert wird.

Die neue Schaltungsarchitektur der MIT-Forscher beinhaltet die Verwendung einer nanometerbreiten Domänenwand in geschichteten Nanofilmen aus magnetischem Material zur Modulation der Spinwelleneigenschaften. Die Architektur macht das Einspeisen elektrischer Ströme überflüssig.

Wie MIT News es beschreibt: „In Zukunft könnten Paare von Spinwellen über zwei Kanäle in die Schaltung eingespeist, für verschiedene Eigenschaften moduliert und kombiniert werden, um messbare Quanteninterferenzen zu erzeugen - ähnlich wie Photonenwelleninterferenzen für Quantencomputer verwendet werden.”

MIT News

Laut Luqiao Liu, Hauptforscher der Spintronic Material and Device Group im Forschungslabor für Elektronik, könnte sich Wave Computing als vielversprechende Alternative zum Silizium-Computing erweisen.

Er addiert, "Durch die Verwendung dieser schmalen Domänenwand können wir die Spinwelle modulieren und diese beiden getrennten Zustände ohne echte Energiekosten erzeugen. Wir verlassen uns nur auf Spinwellen und intrinsisches magnetisches Material.”

Liu beschreibt die Schaltung und sagt, es sei wie eine Wasserleitung. Die Domänenwand ist ein Ventil, das steuert, wie Wasser (Spinwelle) durch das Rohr (Material) fließt. Wenn eine ausreichend starke Spinwelle angelegt wird, kann die Position der Domänenwand geändert werden. Diese Modulation kann unter einem überwachten Setup gesteuert werden.

Die Forscher versuchen nun, eine Arbeitswellenschaltung für die Durchführung grundlegender Berechnungen aufzubauen. Der nächste Schritt besteht darin, das Material zu optimieren, das potenzielle Signalrauschen zu reduzieren und eine Methode zum schnellen Umschalten von Zuständen zu finden, indem Sie sich um die Domänenwand bewegen.

Wir hoffen, dass die neue Schaltungsarchitektur den Weg für ein effizientes Rechnen ebnet, bei dem kein Strom benötigt wird und dabei nur minimale Wärme erzeugt wird.

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