Physiker finden einen Weg, den Stromverbrauch von Computerspeichern drastisch zu senken — die Lösung lag an der Oberfläche

Forscher der Universität Edinburgh haben gezeigt, dass der Energiebedarf für das Schreiben von Daten in elektronischen Speichern erheblich reduziert werden kann – ein drängendes Problem, das besonders nach dem Aufkommen generativer KI-Plattformen relevant ist. Sie schlugen vor, dass die derzeitigen Methoden, ein Bit in magnetischen Speicherzellen zu ändern, alles andere als optimal sind und eher wie Brute-Force-Ansätze wirken, die starke Pulse gegen die anfängliche Magnetisierung einsetzen. Stattdessen schlugen sie vor, Magnetfelder mit speziell berechneten zeitlich veränderlichen Formen zu verwenden, die ein magnetisches Element von '0' auf '1' entlang des energieeffizientesten Pfads umschalten. Die Pulse wurden mithilfe der Theorie optimaler Steuerung berechnet, und es wurden Computersimulationen für einschichtige Van-der-Waals-Magnete wie Fe3GaTe2, Fe3GeTe2 und CrSBr durchgeführt. Die Spins wurden innerhalb von 1–10 Pikosekunden kohärent umgekehrt, wobei die optimierte Magnetfeld amplituden mehr als zehnmal niedriger war als bei herkömmlichem Umschalten. Die Energie pro Schaltvorgang betrug etwa 0,94–9,7 nJ im Vergleich zu 42,8–91,2 nJ bei gewöhnlichen Magnetfeldpulsen. Eine weitere Optimierung von Baugröße, magnetischer Anisotropie und Dämpfungskoeffizient könnte die Kosten theoretisch auf Femtojoule senken. Nach Berechnungen der Autoren könnte diese Methode bei bestimmten Parametern energieeffizienter sein als STT-MRAM- und SOT-MRAM-Technologien. Darüber hinaus könnte die vorgeschlagene Methode auch zur Steuerung von Strömen und Lasern angewendet werden, was auf eine breitere Optimierung der Datenverarbeitung hindeutet.