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

Operační systém běžným počítačům nedal Bill Gates, ale Gary Kildall

Operační systém běžným počítačům nedal Bill Gates, ale Gary Kildall

** Gary Kildall pochopil, že levné výpočetní čipy mohou posloužit jako univerzální počítače pro všechny ** Připravil pro ně proto první operační systém ** Později mu systém vyfoukl Microsoft a nazval ho MS DOS

23.  4.  2017 | Pavel Tronner | 57

Umělá inteligence je sice v plenkách, už teď ale přestáváme rozumět, jak vlastně funguje. To je problém

Umělá inteligence je sice v plenkách, už teď ale přestáváme rozumět, jak vlastně funguje. To je problém

** Už je to tady, lidé přestávají chápat počítače ** Systémy neuronových sítí začínají pracovat tak, že ani jejich tvůrci přesně neví, co se uvnitř děje ** Do budoucna to může být závažný problém

24.  4.  2017 | Jakub Čížek | 112

Acer chrlí novinky: levný a tenký Predator, nové Switche a další notebooky

Acer chrlí novinky: levný a tenký Predator, nové Switche a další notebooky

** Acer na konferenci v New Yorku představil velkou spoustu novinek z oblasti počítačů, notebooků i monitorů ** Notebookové novinky se dotkly řad Predator, Swift, Switch i Aspire ** Herní notebooky dostaly nový typ chlazení

27.  4.  2017 | Karel Javůrek | 8

Jak by měly vypadat příští Windows? Designéři si pohráli s futuristickým prostředím Neon

Jak by měly vypadat příští Windows? Designéři si pohráli s futuristickým prostředím Neon

** Zkraje roku unikly na internet snímky nového prostředí Neon ** Součástí Windows by mohlo být už na podzim ** Komunita grafiků na webu nespala a začala si hrát

26.  4.  2017 | Jakub Čížek | 59

Jak funguje Apple Liam: Robot, který umí recyklovat staré iPhony

Jak funguje Apple Liam: Robot, který umí recyklovat staré iPhony

** Apple zveřejnil detaily, jak funguje robotický systém Liam pro recyklaci iPhonů ** Jeden Liam zvládne rozdělat i na ty nejmenší díly 1,2 milionů iPhonů ročně ** Liam je důležitým prvkem k tomu, aby Apple mohl vyrábět pouze ze stoprocentně recyklovaných materiálů

24.  4.  2017 | Karel Javůrek | 21


Aktuální číslo časopisu Computer

Supertéma: moderní cestování

Kdy opravdu přijdou nové baterie?

Velké testy: 6 herních notebooků a 8 volantů

Recenze: AMD Ryzen řady 5