ให้ความรู้เกี่ยวกับสัญญาณ
โดย:
PB
[IP: 185.51.134.xxx]
เมื่อ: 2023-06-26 18:54:26
เนื่องจากมีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็ก แมกนอนจึงสามารถใช้เข้ารหัสและขนส่งข้อมูลโดยไม่มีการไหลของอิเล็กตรอน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสูญเสียพลังงานผ่านการให้ความร้อน (เรียกว่าการให้ความร้อนแบบจูล) ของตัวนำที่ใช้ ดังที่เดิร์ก กรุนด์เลอร์ หัวหน้าห้องปฏิบัติการของวัสดุแม่เหล็กระดับนาโนและแมกโนนิกส์ (LMGN) ในคณะวิศวกรรมศาสตร์อธิบายว่า การสูญเสียพลังงานเป็นอุปสรรคที่ร้ายแรงมากขึ้นสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากความเร็วของข้อมูลและความต้องการในการจัดเก็บข้อมูลเพิ่มสูงขึ้น Grundler กล่าวว่า "ด้วยการกำเนิดของ AI การใช้เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์เพิ่มขึ้นอย่างมากจนการใช้พลังงานคุกคามการพัฒนาของมัน" Grundler กล่าว "ปัญหาสำคัญคือสถาปัตยกรรมการประมวลผลแบบดั้งเดิม ซึ่งแยกโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำ การแปลงสัญญาณเกี่ยวข้องกับการย้ายข้อมูลระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ทำให้การคำนวณช้าลงและสิ้นเปลืองพลังงาน" ความไร้ประสิทธิภาพนี้เรียกว่ากำแพงหน่วยความจำหรือคอขวดของ Von Neumann ทำให้นักวิจัยค้นหาสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ใหม่ที่สามารถรองรับความต้องการของข้อมูลขนาดใหญ่ได้ดีขึ้น และตอนนี้ Grundler เชื่อว่าห้องทดลองของเขาอาจสะดุดกับ "จอกศักดิ์สิทธิ์" ดังกล่าว ในขณะที่ทำการทดลองอื่นๆ บนเวเฟอร์เชิงพาณิชย์ของ ferrimagneticinsulator yttrium iron garnet (YIG) ที่มีแถบแม่เหล็กนาโนบนพื้นผิวของมัน นักศึกษาปริญญาเอกของ LMGN Korbinian Baumgaertl ได้รับแรงบันดาลใจในการพัฒนาอุปกรณ์ YIG-nanomagnet ที่ออกแบบมาอย่างแม่นยำ ด้วยการสนับสนุนของ Center of MicroNanoTechnology Baumgaertl สามารถกระตุ้นสปินเวฟใน YIG ที่ความถี่กิกะเฮิรตซ์เฉพาะโดยใช้ สัญญาณ ความถี่วิทยุ และที่สำคัญคือสามารถย้อนกลับการดึงดูดแม่เหล็กของแม่เหล็กนาโนบนพื้นผิวได้ "ทิศทางที่เป็นไปได้สองทิศทางของแม่เหล็กนาโนเหล่านี้แสดงถึงสถานะแม่เหล็ก 0 และ 1 ซึ่งช่วยให้สามารถเข้ารหัสและจัดเก็บข้อมูลดิจิทัลได้" Grundler อธิบาย เส้นทางสู่การคำนวณในหน่วยความจำ นักวิทยาศาสตร์ค้นพบโดยใช้เครื่องวิเคราะห์เครือข่ายแบบเวกเตอร์ทั่วไป ซึ่งส่งคลื่นหมุนผ่านอุปกรณ์ YIG-nanomagnet การกลับขั้วของแม่เหล็กนาโนเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อคลื่นหมุนกระทบกับแอมพลิจูดระดับหนึ่งเท่านั้น จากนั้นจึงจะสามารถใช้เขียนและอ่านข้อมูลได้ "ตอนนี้เราสามารถแสดงได้ว่าคลื่นเดียวกันกับที่เราใช้ในการประมวลผลข้อมูลสามารถใช้เพื่อเปลี่ยนโครงสร้างนาโนแม่เหล็ก เพื่อให้เรามีที่เก็บข้อมูลแม่เหล็กที่ไม่ลบเลือนภายในระบบเดียวกัน" Grundler อธิบาย และเสริมว่า "ไม่ลบเลือน" หมายถึงที่เก็บข้อมูลที่เสถียร ของข้อมูลเป็นระยะเวลานานโดยไม่ต้องใช้พลังงานเพิ่มเติม ความสามารถในการประมวลผลและจัดเก็บข้อมูลในที่เดียวกันทำให้เทคนิคนี้มีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงกระบวนทัศน์สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันโดยยุติการแยกโปรเซสเซอร์และพื้นที่จัดเก็บหน่วยความจำที่ไม่มีประสิทธิภาพด้านพลังงาน และบรรลุสิ่งที่เรียกว่าในหน่วยความจำ การคำนวณ การเพิ่มประสิทธิภาพบนขอบฟ้า Baumgaertl และ Grundler ได้เผยแพร่ผลงานที่ก้าวล้ำในวารสารNature Communicationsและทีมงาน LMGN กำลังทำงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพแนวทางของพวกเขา "ตอนนี้เราได้แสดงให้เห็นว่าสปินเวฟเขียนข้อมูลโดยการสลับแม่เหล็กนาโนจากสถานะ 0 เป็น 1 เราจำเป็นต้องทำงานในกระบวนการเพื่อสลับกลับอีกครั้ง ซึ่งเรียกว่าการสลับสลับ" กรุนด์เลอร์กล่าว เขายังตั้งข้อสังเกตว่าในทางทฤษฎี วิธีแมกโนนิกส์สามารถประมวลผลข้อมูลในช่วงเทราเฮิรตซ์ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า (สำหรับการเปรียบเทียบ คอมพิวเตอร์ปัจจุบันทำงานในช่วงกิกะเฮิรตซ์ที่ช้ากว่า) อย่างไรก็ตาม พวกเขายังคงต้องสาธิตการทดลองนี้ "คำมั่นสัญญาของเทคโนโลยีนี้สำหรับการประมวลผลที่ยั่งยืนมากขึ้นนั้นยิ่งใหญ่มาก ด้วยสิ่งพิมพ์นี้ เราหวังที่จะเสริมความสนใจในการคำนวณโดยใช้คลื่น และดึงดูดนักวิจัยรุ่นใหม่เข้าสู่สาขาแมกโนนิกส์ที่กำลังเติบโต"
- ความคิดเห็น
- Facebook Comments
