物理学家找到大幅降低计算机内存功耗的方法——答案就在表面

爱丁堡大学的研究人员已经证明，电子存储器中写入数据所需的能量可以大大减少，这个问题在生成式人工智能平台兴起后尤为紧迫。他们提出，目前改变磁存储单元中一位的方法远非最优，类似于使用强脉冲对抗初始磁化的“蛮力”方法。相反，他们建议使用具有特殊计算出的随时间变化的形状的磁场，沿着最节能的路径将磁性元件从“0”切换到“1”。脉冲是使用最优控制理论计算的，并对单层范德华磁体Fe3GaTe2、Fe3GeTe2和CrSBr进行了计算机模拟。自旋在1-10皮秒内相干反转，优化后的磁场振幅比传统切换低十倍以上。每次切换事件的能量约为0.94-9.7纳焦耳，而普通磁场脉冲为42.8-91.2纳焦耳。进一步优化器件尺寸、磁各向异性和阻尼系数，理论上可以将成本降至飞焦耳级别。根据作者的计算，在某些参数下，这种方法可能比STT-MRAM（自旋转移矩磁阻随机存取存储器）和SOT-MRAM（自旋轨道矩磁阻随机存取存储器）技术更节能。此外，所提出的方法也可能应用于控制电流和激光，这表明了数据处理方面更广泛的优化。