Natuurkundigen vinden manier om energieverbruik van computergeheugen drastisch te verminderen — de oplossing lag aan het oppervlak

Onderzoekers van de Universiteit van Edinburgh hebben aangetoond dat de energie die nodig is voor het schrijven van gegevens in elektronisch geheugen aanzienlijk kan worden verminderd, een prangend probleem dat vooral relevant is geworden na de opkomst van generatieve AI-platforms. Zij stelden voor dat de huidige methoden om een bit in magnetische geheugencellen te veranderen verre van optimaal zijn, en lijken op brute-force-benaderingen die sterke pulsen gebruiken tegen de initiële magnetisatie in. In plaats daarvan stelden ze voor om magnetische velden te gebruiken met speciaal berekende, in de tijd variërende vormen die een magnetisch element van '0' naar '1' schakelen langs het meest energie-efficiënte pad. De pulsen werden berekend met behulp van optimale regeltheorie, en computersimulaties werden uitgevoerd voor enkellaagse van der Waals-magneten Fe3GaTe2, Fe3GeTe2 en CrSBr. De spins werden coherent omgekeerd binnen 1–10 picoseconden, met een geoptimaliseerde magnetische veldamplitude die meer dan tien keer lager lag dan bij traditioneel schakelen. De energie per schakelevent was ongeveer 0,94–9,7 nJ, vergeleken met 42,8–91,2 nJ voor gewone magnetische veldpulsen. Verdere optimalisatie van apparaatgrootte, magnetische anisotropie en dempingscoëfficiënt zou de kosten theoretisch kunnen terugbrengen tot femtojoules. Volgens de berekeningen van de auteurs zou deze methode onder bepaalde parameters energie-efficiënter kunnen zijn dan STT-MRAM- en SOT-MRAM-technologieën. Bovendien kan de voorgestelde methode ook worden toegepast om stromen en lasers te regelen, wat een bredere optimalisatie van gegevensverwerking suggereert.