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
Wideo Prof. Romuald Szeremietiew: Polska może wrócić do pozycji mocarstwowej
Blogi
avatar
Ryszard
Czarnecki

Pocztówka z Pekinu
Obok salonu „Aston Martin” bogaty Chińczyk może też nabyć najnowszy model „Masserati” lub banalnego „Ferrari”. Pekin pyszni się swoim bogactwem, niczym Moskwa. Tyle, że jeszcze bardziej. Jeżeli bogaty obywatel ChRL ma umuzykalnione dziecko i chce inwestować w jego karierę to, proszę bardzo, firmowy sklep „Steinwaya” tylko czeka. Dla żony owego Chińczyka natomiast podwoje otworzył „Tiffany” i, tuż obok, „Cartier”. Są też ekskluzywne butiki „Luis Vuitton” czy „Chanel” i „Dior”. Co prawda mieszkańcy Pekinu ponoć nie noszą markowych ciuchów, tylko własne wyroby, ale jeśli nawet tylko kilka procent z 22 milionów obywateli stolicy Chin Ludowych (dane sprzed ... 3 lat) snobuje się na zachodnią modłę, to te sklepy będą mieć obroty do końca świata i jeden dzień dłużej.
avatar
Jerzy
Bukowski

Czy prezydenci miast powinni mieć ochronę?
To pytanie w oczywisty sposób pojawiło się w debacie publicznej po zabójstwie Pawła Adamowicza.
avatar
Elżbieta
Połomska

Elżbieta Połomska: Porucznik Columbo
Wychodzi na to, że istnieje jeden przekaz obowiązująco-dyscyplinujący. I przekaz ten nie obejmuje wcale konieczności uszanowania powagi dramatycznej śmierci prezydenta Gdańska, bo taki szacunek jest dla każdego myślącego człowieka oczywisty.

Drogi Użytkowniku,

Nasz Serwis korzysta z plików cookies. Przez dalsze aktywne korzystanie z naszego Serwisu (zamknięcie komunikatu, kliknięcie na elementy na stronie poza komunikatem, przeglądanie Serwisu z otwartym komunikatem) bez zmian ustawień Twojej przeglądarki, wyrażasz zgodę na:
• przetwarzanie danych osobowych przez Tysol Sp. z o.o. i naszych zaufanych partnerów do celów marketingowych, w szczególności na potrzeby wyświetlania reklam dopasowanych do Twoich zainteresowań i preferencji. Wyrażenie zgody jest dobrowolne a wyrażoną zgodę możesz w każdej chwili cofnąć, niezależnie od zgód wyrażonych na pozostałe rodzaje przetwarzania danych. Dowiedz się więcej o zgodzie marketingowej w naszej Polityce prywatności / Cofnij zgodę.

• na zapisywanie plików cookies w Twoim urządzeniu końcowym oraz na korzystanie z informacji w nich zapisanych. Ten rodzaj plików cookies pozwala nam na dopasowanie treści dostępnych w Serwisie do Twoich preferencji, utrzymywania sesji po zalogowaniu oraz zapewnienia optymalnej funkcjonalności Serwisu. Więcej o plikach cookies i sposobie przetwarzania Twoich danych osobowych dowiesz się w naszej Polityce prywatności.