Minden számítógép alapvető eleme a RAM, vagyis a véletlen elérésű memória, amely az operációs rendszer ideiglenes tárolóhelyeként szolgál. A memória sebessége kulcsfontosságú, hiszen folyamatosan szükség van gyors adatelérésre a rendszer zökkenőmentes működéséhez. Az elmúlt évtizedekben az egyik legfejlettebb megoldás az MRAM, azaz a magnetorezisztív memória volt, amely egyszerre ultragyors és nem felejtő (non-volatile), vagyis az adatokat még áramkimaradás esetén is megőrzi.
Mi az MRAM és miért fontos?
Az MRAM technológia több mint húsz éve szolgálja az ipari, katonai és űrkutatási alkalmazások igényeit, ahol kiemelkedően fontos a gyors és megbízható adattárolás. Ezek a chipek apró elektromágneseket használnak, amelyek feszültség hatására mágneseződnek, így kódolva az 1-es és 0-s bináris értékeket – vagyis az „be” és „ki” állapotokat.
Új tudományos áttörés: A fény és mágnesesség kölcsönhatásának megértése
A jeruzsálemi Héber Egyetem kutatói egy jelentős felfedezést tettek, amely megmutatja, hogyan képes egy lézersugár szabályozni a mágneses állapotokat szilárd anyagokban. Ezt a jelenséget a kutatók „paradigmaváltásnak” nevezik a fény és mágneses anyagok viselkedésének megértésében. A tanulmány eredményeit a Physical Review Research tudományos folyóiratban publikálták.
Amir Capua, az egyetem Spintronika laboratóriumának vezetője és a tanulmány társszerzője így nyilatkozott: „Ez a felfedezés messzemenő következményekkel bír, különösen az optikai adatfelvétel és nanomágnesek területén. Megnyitja az utat az ultra-gyors, energiahatékony optikailag vezérelt MRAM megvalósítása előtt, ami alapvető változást hozhat az információtárolásban és -feldolgozásban.”
A fény mágneses tulajdonságainak szerepe az MRAM fejlődésében
A kutatás különösen arra fókuszált, hogy feltárja a fény gyakran figyelmen kívül hagyott mágneses tulajdonságait. Kiderült, hogy a gyorsan oszcilláló fényhullámok képesek irányítani a mágneseket – ez pedig hatalmas előrelépést jelenthet az adattárolás területén.
Capua és csapata egy új matematikai egyenletet dolgozott ki, amely leírja ennek az interakciónak az erősségét. Az egyenlet figyelembe veszi:
- a fény mágneses mezőjének amplitúdóját,
- a fény frekvenciáját,
- a mágneses anyag energiaelnyelését.
A spintronika és kvantumtechnológia kapcsolata
Bár a mágnesesség és fény kölcsönhatása nem új fogalom a kvantumfizikában, ritkán alkalmazzák ezt a spintronika területén. A spintronika – amely az elektron spinjének és mágnesességének kapcsolatát vizsgálja – alapját képezi az MRAM működésének is.
„Egy nagyon alapvető egyenlethez jutottunk, amely leírja ezt az interakciót,” mondta Capua a Live Science-nek. „Ez lehetővé teszi számunkra, hogy teljesen újragondoljuk az optikai mágneses adatfelvételt, és elinduljunk egy olyan sűrű, energia- és költséghatékony optikai mágneses tárolóeszköz felé, amely jelenleg még nem létezik.”
A jövő kihívásai: Kvantumszámítógépekhez illeszkedő RAM
Ahogy közeledik a kvantumszámítógépek kora, szükség lesz olyan RAM-technológiára is, amely képes kezelni ezeknek az eszközöknek a speciális igényeit. A Live Science beszámolója szerint ilyen technológia lehet például egy olyan memóriachip, amely lézersugár segítségével képes egy mágneses bitet egyszerre 1-es és 0-s állapotban tartani – hasonlóan ahhoz, ahogyan a kvantumbitek (qubitek) működnek.
Bár ez még távoli jövőképnek tűnik, jelenleg is zajlik az MRAM térhódítása a számítástechnika világában. Ez az új felfedezés pedig jelentős lendületet adhat ennek a korszakalkotó memóriatechnológiának.
Összegzés
Az MRAM technológia fejlődése új dimenziókat nyithat meg az adattárolásban:
- Ultragyors adatfeldolgozás nem felejtő memóriával.
- Energiahatekonyság növelése optikai vezérléssel.
- Kvantumszámítógépekhez igazodó memóriafejlesztések lehetősége.
- A fény mágneses tulajdonságainak innovatív alkalmazása spintronikai eszközökben.
Ezek alapján kijelenthető, hogy az MRAM nem csupán egy jelenlegi technológiai csúcsot képvisel, hanem kulcsszereplője lehet a jövő számítástechnikai forradalmának is.
Szerző: Darren – Portlandben élő sci-fi rajongó újságíró macskával. Korábbi munkái megtalálhatók többek között a Gizmodo és Paste oldalakon.
Forrás: https://www.popularmechanics.com/technology/a69164560/mram-discovery-computing/