物理学者がコンピュータメモリの消費電力を劇的に削減する方法を発見 — その解決策は表面にあった

エジンバラ大学の研究者たちは、電子的メモリにおけるデータ書き込みに必要なエネルギーを大幅に削減できることを実証した。これは、生成AIプラットフォームの台頭後に特に重要となっている差し迫った問題である。彼らは、磁気メモリセル内のビットを変更する現在の方法は、初期磁化に対する強いパルスを用いる力技的なアプローチに似ており、最適とは言いがたいと提案した。その代わりに、磁気要素を'0'から'1'へ最もエネルギー効率の良い経路に沿って切り替える、特別に計算された時間変化する形状を持つ磁場を使用することを示唆した。パルスは最適制御理論を用いて計算され、単層ファンデルワールス磁石であるFe3GaTe2、Fe3GeTe2、CrSBrについてコンピュータシミュレーションが実行された。スピンは1〜10ピコ秒以内にコヒーレントに反転し、最適化された磁場振幅は従来の切り替えと比較して10倍以上低かった。切り替えイベントあたりのエネルギーは約0.94〜9.7ナノジュールであり、通常の磁場パルスでは42.8〜91.2ナノジュールであった。デバイスサイズ、磁気異方性、および減衰係数をさらに最適化することで、理論上はコストをフェムトジュールまで削減できる可能性がある。著者らの計算によると、この方法は特定のパラメータの下でSTT-MRAMおよびSOT-MRAM技術よりもエネルギー効率が高い可能性がある。さらに、提案された方法は電流やレーザーの制御にも適用される可能性があり、データ処理のより広範な最適化を示唆している。