Fizycy z Polski opracowali ultraszybki, fotomagnetyczny zapis informacji

Polsko-holenderski zespół fizyków opracował technologię tzw. zimnego ultraszybkiego zapisu fotomagnetycznego, która przełamuje barierę szybkości zapisu informacji i dodatkowo charakteryzuje się niezwykłą energooszczędnością. Informacje o metodzie znaleźć można na stronie dx.doi.org/10.1038/nature20807. Doktorant z Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Białymstoku, Krzysztof Szerenos przekonuje, że przykładowo renderowanie grafiki 3D trwające kilkadziesiąt minut zostałoby, dzięki nowej technologii, wykonane w kilka sekund. Jednak prawdziwy potencjał rozwiązania ukazałby się w serwerowniach oraz centrach przechowywania i przetwarzania danych, gdzie skala oszczędności energii i czasu byłaby już ogromna.

Zdjęcie warstwy granatu - źródło: A. Stupakiewicz

Dotychczas zmiany stanu namagnesowania materiału dokonywane były za pomocą pola magnetycznego lub prądu elektrycznego. Aby zmienić stan bitu w najszybszych obecnie pamięciach RAM potrzebne jest kilka nanosekund, czyli miliardowych części sekundy. Polscy badacze wykazali istnienie materiału - granatu itrowo-żelazowego domieszkowanego jonami kobaltu - w którym stan namagnesowania można odwracalnie zmieniać za pomocą ultraszybkich impulsów światła. Do zmiany stanu bitu w tym materiale wystarczy jeden impuls lasera. Materiały o strukturze granatu są dostępne na rynku i - zdaniem naukowców - można poprawić ich parametry w celu optymalizacji zapisu i wykorzystania na skalę masową.

Obecny zapis magnetyczny powoduje powstawanie dużej ilości ciepła i dla ochrony danych konieczne jest zużywanie dodatkowej energii na chłodzenie urządzeń. Oznacza to straty energetyczne. Jak oceniają uniwersyteccy naukowcy, podczas zapisu i odczytu informacji przy użyciu nowej metody temperatura nośnika wzrośnie jedynie o 1°C, co oznacza, że chłodzenie będzie zbędne. Naukowcy informują też, że przy zapisie 1 bitu informacji system zużywałby 10 tys. razy mniej energii niż wchodząca na rynek najnowsza technologia STT-MRAM i nawet miliard razy mniej niż współczesne dyski twarde.

Materiał metaliczny, który pozwalał na zapis magnetyczny za pomocą pojedynczych impulsów lasera odkryła grupa badaczy z Holandii już dziesięć lat temu. Ze względu na bardzo silne pochłanianie światła materiał ten znacznie nagrzewał się w trakcie zapisu. Polacy, współpracując z tym samym zespołem holenderskim, zademonstrowali magnetyczny dielektryk, który jest przezroczysty i nie nagrzewa się pod wpływem impulsów lasera, a zapis jest jeszcze szybszy. Aktualnie polsko-holenderski zespół ubiega się o grant, który pozwoli w ciągu 5 lat zbudować prototyp systemu opartego o technologię zimnego ultraszybkiego zapisu fotomagnetycznego, a w ciągu 10 lat wprowadzić nowe urządzenia na rynek.

Na zdjęciu głównym współautorzy publikacji z Uniwersytetu w Białymstoku: K. Szerenos i A. Stupakiewicz (źródło: A. Stupakiewicz)

źródło: naukawpolsce.pap.pl