Транзистор на магнитных волнах ускорит компьютеры в 1000 раз

Учёные из Мичиганского и Висконсинского университетов разработали новый тип транзистора M3BOLT, который использует магнитные и звуковые волны вместо электронов

Новый транзистор, названный M3BOLT, может преодолеть ограничения современных устройств по энергоэффективности. Сегодня улучшение эффективности чипов достигается за счёт уменьшения размеров транзисторов и плотного размещения компонентов, но у такого подхода есть предел: по прогнозам, его достигнут к 2037 году. M3BOLT же меняет саму физику работы устройств.

Устройство состоит из двух слоёв: кристалла на основе свинца, магния, ниобата и титаната (PMN-PT) и тонкой плёнки из сплава железа и галлия. Если к кристаллу приложить электрическое поле, заряды в нём перестраиваются, и от этого магнитные полюса в плёнке начинают раскачиваться один за другим — по плёнке бегут магнитные волны (магноны). Они почти не встречают сопротивления и могут колебаться с терагерцовой частотой, то есть триллионы раз в секунду. Это позволит обрабатывать данные в сотни раз быстрее нынешних процессоров.

Магнитные волны можно остановить, изменив ориентацию полюсов в железо-галлиевой плёнке — тогда они превратятся в звуковые волны. Эти два состояния могут служить аналогами битов 1 и 0 вместо уровней напряжения в обычных транзисторах. При этом ориентация магнитных полюсов сохраняется, когда устройство выключено, — материал может одновременно выполнять функции памяти и вычислений, экономя энергию и пространство.

Исследователи рассчитывают, что технология позволит встроить мощные вычисления в удалённые и портативные системы. Например, автономные или мобильные устройства смогут иметь более мощные компьютеры без огромных источников питания. В дальнейшем возможно создание суперкомпьютеров, для работы которых не понадобится атомная электростанция.

Ранее по теме: Новый вид магнетизма приблизит создание сверхбыстрых компьютеров

Источник: EurekAlert