科學(xué)家已經(jīng)創(chuàng)建了用光脈沖代替電力進(jìn)行超高速計算的方法,新方法使用磁鐵來記錄計算機(jī)的數(shù)據(jù),幾乎沒有能耗,使人們能在不支付高額電力成本的情況下獲得更快的處理速度。
今天,數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的耗電量占全球總耗電量的2%到5%,這些服務(wù)器還會發(fā)熱,因此需要更多電力來冷卻。這個問題目前已經(jīng)非常嚴(yán)重。
大多數(shù)數(shù)據(jù)通過磁性硬盤中微小磁鐵的指向(自旋)來編碼二進(jìn)制信息(0或1),磁讀/寫頭需要使用大量電流來設(shè)置或讀取信息,而這會浪費大量能源。
現(xiàn)在,英國蘭開斯特大學(xué)、德國雷根斯堡大學(xué)、荷蘭奈梅亨大學(xué)以及俄羅斯科學(xué)院的科學(xué)家組成的國際團(tuán)隊,在《自然》雜志撰文指出,他們用極短的光脈沖(持續(xù)時間為萬億分之一秒)代替電力解決了這個問題。
在最新研究中,研究團(tuán)隊朝磁體發(fā)射遠(yuǎn)紅外頻率(所謂的太赫茲光譜范圍)內(nèi)的超短光脈沖,然而,即使是現(xiàn)有最強(qiáng)的太赫茲光源提供的脈沖也不足以來切換磁鐵的方向。因此,研究人員制造了一個非常小的天線,放在磁鐵頂部,以便集中增強(qiáng)光的電場,這個最強(qiáng)的局部電場足以在萬億分之一秒內(nèi)改變磁鐵的磁化方向。而且,磁體的溫度沒有增加,因為每次自旋,僅需太赫茲光的一個量子(光子)的能量。
蘭開斯特大學(xué)的羅斯季斯拉夫·米哈伊洛夫斯基博士說:“這一方法的能量損失極低,可以進(jìn)行擴(kuò)展。”
研究人員稱,未來的存儲設(shè)備還將利用天線結(jié)構(gòu),實現(xiàn)實用的磁存儲,同時最大限度提高能效和速度。
研究人員計劃使用位于蘭開斯特大學(xué)的新的超快激光器和位于科克羅夫特研究所的加速器進(jìn)一步研究,這些加速器能產(chǎn)生強(qiáng)烈的光脈沖,可切換磁鐵并確定磁記錄的速度以及能量極限。
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原文標(biāo)題:光脈沖可實現(xiàn)無能耗超快計算
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光脈沖代替電力進(jìn)行超高速計算,幾乎沒有能耗
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