Big data, que consume mucha memoria y consume mucha energía, finalmente podría haber cumplido su objetivo.
Los ingenieros eléctricos de la Universidad Northwestern y la Universidad de Messina en Italia han desarrollado un nuevo dispositivo de memoria magnética que podría soportar el aumento de la informática centrada en los datos, que requiere una potencia, almacenamiento y velocidad cada vez mayores.
Basado en materiales antiferromagnéticos AFM, el dispositivo es el más pequeño de su tipo que se haya demostrado y funciona con una corriente eléctrica baja para registrar datos.
"El aumento de los grandes datos ha permitido el surgimiento de la inteligencia artificial IA en la nube y en los dispositivos de borde y está transformando fundamentalmente las industrias de computación, redes y almacenamiento de datos", dijo Pedram Khalili de Northwestern, quien dirigió la investigación ".Sin embargo, el hardware existente no puede sostener el rápido crecimiento de la informática centrada en datos. Nuestra tecnología podría resolver este desafío ".
La investigación se publicará el 10 de febrero en la revista Electrónica de la naturaleza.
Khalili es profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en la Escuela de Ingeniería McCormick de Northwestern. Co-dirigió el estudio con Giovanni Finocchio, profesor asociado de ingeniería eléctrica en la Universidad de Messina. El equipo también incluyó a Matthew Grayson, profesorde ingeniería eléctrica e informática en McCormick. Jiacheng Shi y Victor Lopez-Dominguez, ambos miembros del laboratorio de Khalili, fueron los primeros autores del artículo.
De promesa a probable
Aunque AI ofrece la promesa de mejorar muchas áreas de la sociedad, incluidos los sistemas de atención médica, el transporte y la seguridad, solo puede alcanzar su potencial si la informática puede soportarlo.
Idealmente, AI necesita todas las mejores partes de las tecnologías de memoria actuales: algo tan rápido como la memoria de acceso aleatorio estático SRAM y con una capacidad de almacenamiento similar a la memoria de acceso aleatorio dinámico DRAM o Flash. Además de eso, tambiénnecesita baja disipación de energía.
"No existe una tecnología de memoria existente que satisfaga todas estas demandas", dijo Khalili. "Esto ha resultado en un llamado 'cuello de botella de memoria' que limita severamente el rendimiento y el consumo de energía de las aplicaciones de IA hoy en día".
Para enfrentar este desafío, Khalili y sus colaboradores buscaron materiales AFM. En los materiales AFM, los electrones se comportan como pequeños imanes debido a una propiedad mecánica cuántica llamada "giro", pero el material en sí no demuestra una magnetización macroscópica porque los giros sonalineados de forma antiparalela.
Normalmente, los dispositivos de memoria requieren una corriente eléctrica para retener los datos almacenados. Pero en los materiales AFM, son los giros ordenados magnéticamente los que realizan esta tarea, por lo que no se necesita una corriente eléctrica aplicada continuamente. Como beneficio adicional, los datos no pueden serborrado por campos magnéticos externos. Debido a que los dispositivos densamente empaquetados no interactuarán con los campos magnéticos, los dispositivos basados en AFM son muy seguros y fáciles de escalar a pequeñas dimensiones.
Tecnología fácilmente adoptable
Debido a que son inherentemente rápidos y seguros y usan menor potencia, los materiales AFM han sido explorados en estudios anteriores. Pero investigadores anteriores experimentaron dificultades para controlar el orden magnético dentro de los materiales.
Khalili y su equipo utilizaron pilares de platino-manganeso antiferromagnético, una geometría no explorada previamente. Con un diámetro de solo 800 nanómetros, estos pilares son 10 veces más pequeños que los dispositivos de memoria basados en AFM anteriores.
Es importante destacar que el dispositivo resultante es compatible con las prácticas de fabricación de semiconductores existentes, lo que significa que las empresas de fabricación actuales podrían adoptar fácilmente la nueva tecnología sin tener que invertir en nuevos equipos.
"Esto trae la memoria AFM, y por lo tanto la memoria magnética de acceso aleatorio MRAM altamente escalable y de alto rendimiento, mucho más cerca de las aplicaciones prácticas", dijo Khalili. "Esto es un gran problema para la industria ya que existe una fuertedemanda hoy de tecnologías y materiales para ampliar la escala y el rendimiento de MRAM y aumentar el retorno de la gran inversión que la industria ya ha hecho en esta tecnología para llevarlo a la fabricación ".
El equipo de Khalili ya está trabajando en los próximos pasos hacia esta traducción a las aplicaciones.
"Estamos trabajando ahora para reducir aún más estos dispositivos y mejorar los métodos para leer su estado magnético", dijo Khalili. "También estamos buscando formas aún más eficientes de energía para escribir datos en materiales AFM, como reemplazar elcorriente eléctrica con un voltaje eléctrico, una tarea desafiante que podría aumentar aún más la eficiencia energética en otro orden de magnitud o más ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad del Noroeste . Original escrito por Amanda Morris. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :