loading
Proszę czekać...
Nadchodzi przełom? Polski sposób na ultraszybki zapis informacji
Opublikowano dnia 19.01.2017 18:45
Polsko-holenderskiemu zespołowi fizyków udało się ominąć barierę w szybkości oraz wydajności zapisu informacji. Dzięki temu dane na dyskach komputerowych można będzie zapisywać tysiąc razy szybciej niż teraz, a w dodatku komputery będą bardziej energooszczędne.

fot. OpenClipart-Vectors - pixabay
Polsko-holenderski zespół badaczy znalazł sposób, który sprawi, że zapis informacji w komputerach będzie o wiele bardziej wydajny. To tzw. technologia zimnego ultraszybkiego zapisu fotomagnetycznego. Przełomowe badania ukazały się w środę w prestiżowym piśmie "Nature".
"Dzięki naszemu rozwiązaniu bliską przyszłością może być komputer, który nie tylko będzie działał szybciej, ale i będzie zużywał mniej energii dzięki wydajniejszej pamięci. I tak np. dzięki zastosowaniu naszej technologii, grafiki 3D, których teraz renderowanie (przetwarzanie - przyp. PAP) trwa kilkadziesiąt minut, wygenerowałby się w kilka sekund. A laptop wytrzymałby bez ładowania dłużej" - opisuje w rozmowie z PAP jeden z autorów publikacji Krzysztof Szerenos, doktorant z Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Białymstoku.
 
CHŁODNA KALKULACJA
 
Jak jednak zaznacza młody fizyk, prawdziwy potencjał rozwiązania będzie szczególnie zauważalny w ogromnych serwerowniach czy centrach przechowywania i przetwarzania danych. Tam oszczędności - jeśli chodzi zarówno o czas, jak i o energię potrzebną do zapisywania i przetwarzania danych - byłyby naprawdę nie do pogardzenia.
 
"Obecnie aż 5 proc. globalnej produkcji energii elektrycznej jest pochłaniane przez takie centra IT, a wkrótce wzrośnie to do 7 proc." - informuje kierownik badań dr hab. Andrzej Stupakiewicz z Wydziału Fizyki UwB. Zwraca uwagę, że przy zapisie wydzielają się spore ilości ciepła - na tyle duże, że aby chronić dane, trzeba zużywać dodatkową energię na chłodzenie urządzeń.
 
Tymczasem, jak oceniają badacze z UwB, nowa metoda sprawi, że podczas zapisu informacji (a także i odczytu), temperatura nośnika informacji wzrośnie np. jedynie o 1 stopień C. W takiej sytuacji chłodzenie będzie zbędne. System działa w temperaturze pokojowej.
 
ŚWIAT DYSKU
 
Andrzej Stupakiewicz przypomina, na czym polega zapis informacji magnetycznej na dysku. "Możemy sobie wyobrazić, że jest tam mnóstwo malutkich magnesików. Każdy magnes ma biegun północny i południowy, czyli kierunek namagnesowania. Jeśli uda nam się obrócić jeden magnesik, zmieniamy jego wartość binarną - np. z 0 na 1. W ten sposób zapisujemy informację" - opowiada.
 
Dodaje, że w dostępnych na rynku pamięciach stan namagnesowania zmieniano najczęściej za pomocą pola magnetycznego albo prądu elektrycznego. Ta metoda nieuchronnie skutkowała jednak rozgrzewaniem materiałów. A to prowadzi do strat energii.
 
Poza tym dotychczasowe metody miały fizyczne ograniczenia, jeśli chodzi o szybkość zapisu - wiadomo było, że aby zmienić stan bitu w najszybszych obecnie pamięciach typu RAM potrzebne było kilka nanosekund (nanosekunda to miliardowa część sekundy). Nowa metoda pozwala obejść dotychczasową barierę związaną z szybkością zapisu.
 
GRANATEM W RYNEK IT
 
Badacze z Polski pokazali, że istnieje materiał nieprzewodzący (granat itrowo-żelazowy domieszkowany jonami kobaltu, YIG:Co), w którym stan namagnesowania można zmieniać za pomocą ultraszybkich impulsów światła, i to odwracalnie. Aby przełączyć jeden bit w takim materiale wystarczy jeden impuls lasera.
 
"W stosunku do obecnie stosowanych najszybszych pamięci możemy uzyskać tysiąckrotne zwiększenie prędkości zapisu i odczytu danych" - porównuje Andrzej Stupakiewicz. Materiały o strukturze granatu są dostępne na rynku i - zdaniem naukowców - nie byłoby problemów z ulepszeniem ich parametrów w celu optymalizacji zapisu i wykorzystaniu na skalę masową.
 
IMPULS DO POWAŻNYCH OSZCZĘDNOŚCI
 
Naukowcy informują, że przy zapisie 1 bitu informacji system zużywałby naprawdę niewiele energii - nawet 10 000 razy mniej niż wchodząca na rynek najnowsza technologia STT-MRAM, i nawet miliard razy mniej niż obecne dyski twarde.
 
Już od jakiegoś czasu wiadomo było, że można wykonać zapis magnetyczny za pomocą pojedynczych impulsów lasera. Przed dekadą grupa badaczy z Holandii odkryła materiał metaliczny o takich właściwościach. Jednak ze względu na bardzo silne pochłanianie światła, materiał ten znacznie nagrzewał się w trakcie zapisu. "Teraz, we współpracy z tym samym zespołem z Holandii, zademonstrowaliśmy, że istnieje magnetyczny dielektryk, który jest przezroczysty i nie nagrzewa się pod wpływem impulsów lasera, a zapis jest jeszcze szybszy" - opowiada Krzysztof Szerenos.
 
Badania zespołu z Białegostoku zostały przeprowadzone przy wsparciu Narodowego Centrum Nauki. Teraz Polacy - wspólnie z Holendrami - starają się o unijny grant na rozwój badań. W ciągu 5 lat chcą zbudować prototyp systemu wykorzystującego nową technologię zimnego ultraszybkiego zapisu fotomagnetycznego. Mają nadzieję, że wtedy nowe urządzenia mogą pojawić się na rynku nawet w ciągu 10 lat.
 
PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala


 
Wydarzenia
więcej
Opinie
więcej
Najnowszy numer
Związek
więcej
reklama_pionowa
Wideo Prof. Romuald Szeremietiew: Polska może wrócić do pozycji mocarstwowej
Blogi
avatar
Ryszard
Czarnecki

„Pójdź, Henning-Kloska, ja Cię uczyć każę"....
Wartością z punktu widzenia polskiego bezpieczeństwa jest NATO, jest Pakt Północnoatlantycki i żadne propozycje czy nowe formuły, które się pojawiają, nie mogą wylać dziecka z kąpielą. Nie mogą zaszkodzić, ograniczyć możliwości działania NATO czy zmniejszyć jego aktywność. Dlatego też z pewnym dystansem patrzę na głoszoną i przez prezydenta Macrona, i przez kanclerz Merkel koncepcję wspólnej armii, ponieważ jak znam życie, a w polityce międzynarodowej jednak siedzę od dłuższego czasu, to wiem, że w praktyce politycznej ta koncepcja będzie oznaczała olbrzymią ilość zamówień dla francuskich czy niemieckich firm zbrojeniowych
avatar
.
Rosemann

Roseman: 8 miesięcy czyli w co gra Czarnecki
Nie da się wykluczyć i takiej możliwości, że Czarnecki ma takich nagrań więcej i to, o czym już wiemy to tylko sprytna przygrywka przed dalszym ciągiem. Który nastąpi wiosną i jesienią. Ale to się dopiero okaże.
avatar
europoseł Zbigniew
Kuźmiuk

Zbigniew Kuźmiuk: Jest porozumienie w sprawie Brexitu, ale z brytyjskiego rządu odchodzi aż 5 ministrów
W środę zarówno strona unijna jak i rząd W. Brytanii ogłosili, że jest porozumienie w sprawie uporządkowanego wyjścia tego kraju z Unii Europejskiej, ale już w czwartek dowiedzieliśmy się, że odchodzi aż 5 ministrów, w tym ten odpowiedzialny za negocjacje Brexitu.
ciastkoWykorzystujemy pliki "cookies" aby nasz serwis lepiej spełniał Państwa oczekiwania. Możesz zablokować możliwość wykorzystywania tych plików poprzez zmianę ustawień w swojej przeglądarce internetowej.