Češi pomáhají tvořit nový druh pamětí až s tisíckrát vyšší rychlostí

  • Vědci dokáží kontrolovat antiferomagnetické krystaly pro použití jako pamětí
  • Na projektu pracují i Češi
  • Fyzikální limity těchto materiálů umožňují až tisíckrát výkonnější paměti

Pokud jde o počítačové paměti, byli jsme v historii svědky velkých změn a řady nových technologií. Například Intel s Micronem tento rok uvede první produkty s novým druhem pamětí 3D Xpoint, které kombinují to nejlepší z NAND flash a DRAM.

Pod vedením týmu vědců z Nottinghamské univerzity, kteří ale úzce spolupracují i s vědci v Polsku, Německu, České republice nebo třeba inženýry ve společnosti Hitachi Europe, ale vzniká nový druh paměti, která může způsobit velkou revoluci.

Antiferomagnetismus pod kontrolou

S feromagnety se asi setkal každý z nás, jsou to materiály, které reagují na externí magnetické pole. Díky tomu se používají například v pevných discích nebo třeba magnetických proužcích na kreditních kartách pro čtení nebo zápis informací. To ale přináší i problémy, protože je možné takové informace omylem smazat magnetickým polem z jiného zařízení a v případě ploten pevných disků to omezuje hustotu jednotlivých prvků.

Klepněte pro větší obrázek
U antiferomagnetů jsou sousedící spiny vždy protisměrné (Zdroj: Wikipedia)

Antiferomagnety jsou opakem feromagnetů. Z těchto materiálů nevychází žádné magnetické pole a ani je nelze externím magnetickým polem ovlivnit. Vše důležité se totiž děje uvnitř struktury materiálu daného prvku, kde jsou spiny sousedících částic protisměrné.

Klepněte pro větší obrázek
Ukázka antiferomagnetické konfigurace při simulaci

Dlouho se nevědělo, jak takové struktury využít, ale Jakub Železný předpověděl, že bude možné pomocí elektrického proudu měnit náklon jednotlivých spinů (kvantová vlastnost částice) o 90 stupňů.

Vědcům se tak podařilo vyrobit speciální materiál (CuMnAs) s krystalickou strukturou, který byl složen po jednotlivých atomových vrstvách a umožňuje pomocí elektrických pulsů měnit magnetické momenty uvnitř struktury.

Mnohem stabilnější a rychlejší než feromagnety

Antiferomagnety, které bychom mohli tímto způsobem ovládat ve větší míře, by mohly být zcela novou evolucí pamětí. Díky odolnosti vůči externímu magnetickému poli totiž mohou být jednotlivé prvky mnohem více u sebe a to znamená potenciálně vyšší hustotu neboli kapacitu případné paměti.

Klepněte pro větší obrázek
Struktura antiferomagnetického materiálu CuMnAs

Tato odolnost je důležitá i u různých zdravotních zařízení, ale třeba také u vesmírných technologií na palubě raketoplánů, satelitů a podobných zařízení. Antiferomagnetická paměť totiž nemůže být vymazána ani velkým magnetickým polem, což je v extrémních podmínkách potřeba.

Oproti feromagnetům je antiferomagnety možné teoreticky mnohem rychleji přepínat, klidně i tisíckrát rychleji, než zvládnou jakékoli současné druhy pamětí.

Univerzální druh paměti?

Paměti založené na antiferomagnetech by tak mohly být v budoucnu velmi rozšířeným druhém pamětí, které se budou vyskytovat v různých variantách ve většině zařízení. Zatím je sice taková představa řadu let daleko, ale vědci se už zaměřili na reálné použití právě coby nového druhu paměti.

Všechny vlastnosti takové paměti jsou skvělé – rychlost, hustota zápisu, stabilita i energetická efektivita. Cílem je tak co nejdříve vyrobit prototyp jednoduché paměti do USB. Finálním problémem, který bude nutné vyřešit pro masivní rozšíření, je samozřejmě hromadná a efektivní výroba.

Témata článku: Technologie, Spin, Nottingham, Puls, Pulse

16 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Kaja_33 18. 1. 2016 14:59:30
    1000 × rychlejší než... než co?? Než zápis na plotnový disk? Nebo zápis na...
  • Snou Leopard 16. 1. 2016 22:33:08
    je vidět že češi maji pořád ještě zlatý hnátičky a je to trochu stejné...
  • Libor Žák 16. 1. 2016 20:34:45
    No z mého pohledu je fajn, že paměť bude extrémně rychlá. Ale ještě...
Určitě si přečtěte

Špičkoví hackeři útočili na prohlížeče. Chrome odolal, ale Edge je tragédie

Špičkoví hackeři útočili na prohlížeče. Chrome odolal, ale Edge je tragédie

** Do Vancouveru se sjeli hackeři ** Soutěžili v útocích na prohlížeče ** Chrome odolal, ale Edge to projel na celé čáře

22.  3.  2017 | Jakub Čížek | 79

Pojďme programovat elektroniku: Meteostanice, která bude díky Sigfoxu posílat stav počasí třeba z vrcholu Sněžky

Pojďme programovat elektroniku: Meteostanice, která bude díky Sigfoxu posílat stav počasí třeba z vrcholu Sněžky

** Příští roky budou ve znamení internetu věcí ** Podívali jsme se podrobně na síť Sigfox ** Takhle s ní komunikují krabičky z celé Evropy

19.  3.  2017 | Jakub Čížek | 18

Kde nejlevněji uložit 1 TB dat: Srovnali jsme aktuální ceny cloudových úložišť

Kde nejlevněji uložit 1 TB dat: Srovnali jsme aktuální ceny cloudových úložišť

** Srovnali jsme známá cloudová úložiště podle toho, kolik měsíčně zaplatíte za 1TB ** Ceny se pohybují od dvou stovek až po tisíc korun ** Google umožní uložit až 30 TB dat

18.  3.  2017 | Stanislav Janů | 115

Obří Mechroboti jsou realitou, měří čtyři metry a mají hmotnost přes 1,5 tuny

Obří Mechroboti jsou realitou, měří čtyři metry a mají hmotnost přes 1,5 tuny

** Jihokorejská společnost Hankook Mirae Technology vyrábí obří Mechroboty ** Jsou určené pro ovládání člověkem uvnitř ** V prodeji se objeví koncem tohoto roku za 200 milionů korun

20.  3.  2017 | Karel Javůrek | 18


Aktuální číslo časopisu Computer

Supertéma o počítačové bezpečnosti

AMD Ryzen přichází

Velké testy kinoprojektorů a levných sluchátek

Příslušenství do USB-C