Новости Hardware

imec и Intel разработали логику на основе спинтроники и обещают выйти за пределы современных техпроцессов

Не секрет, что современные техпроцессы приближаются к пределу своих возможностей. Исследователи всего мира ищут выход за эти границы. Перспективной представляется спинтроника — использование спина электрона в качестве носителя информации и, что более важно, в качестве элемента переключения в логике. Память на спиновом токе уже реализована — это магниторезистивная RAM. С логикой сложнее, но последние разработки imec и Intel внушают оптимизм.

Источник изображения: imec

Источник изображения: imec

Исследователи из imec и Intel во главе с Элин Рэйменантс (Eline Raymenants) создали устройство спинтронной логики, которым можно полностью управлять с помощью электрического тока, а не магнитными полями. Команда Intel и imec представила свою работу на недавнем мероприятии IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM).

Подчеркнём, речь идёт об управлении именно электрическим током, а не магнитным полем, что уже реализовано в памяти MRAM и в других проектах спинтронной памяти, например, в трековой памяти IBM, ячейках магнитной памяти российской разработки и в других подобных исследованиях. Управление током позволяет создать более компактное и быстрое переключающее устройство. К тому же логика на токовой спинтронике может быть легко сопряжена с современной КМОП-логикой, что позволит создавать гибридные схемы.

Новая разработка imec и Intel напоминает реализацию трековой памяти IBM, о которой мы вспоминали выше. По нанопроволоке запускается спин-поляризованный ток в виде последовательностей магнитных доменов, разделённых доменными стенами. Магнитные домены в такой проволоке следуют строго друг за другом, а информация передаётся в виде ориентации магнитного поля. Магнитное поле отдельного домена, в свою очередь, создаётся согласованной ориентацией спинов электронов. Ориентация спинов вверх, скажем, представлена 0, а вниз — 1. Доменные стены в такой схеме — это переход между одним направлением намагниченности и соседним. Именно они служат главным управляющим элементом для переключателей.

Секрет разработки imec и Intel в новом материале для магнитных туннельных переходов (MTJ). По словам учёных, новый материал оптимизирован для более быстрого перемещения доменных стен. Переходы считывают информацию с дорожки — последовательности магнитных доменов и доменных стен — и действуют как логические входы. На IEDM исследователи представили доказательство концепции: из нескольких магнитных туннельных переходов создали работающий логический элемент И.

Пример трековой памяти с перемещением по нанопроволоке магнитных доментов и доменных стенок. Источник изображения: IBM

Пример трековой памяти с перемещением по нанопроволоке магнитных доменов и доменных стенок. Источник изображения: IBM

В том же переходе MTJ записывается информация на дорожку. Для этого в устройстве Intel и imec используется та же технология, что и сегодня в MRAM. Устройство пропускает спин-поляризованный ток, большинство электронов которого имеют спины ориентированные в одном направлении, через магнитный домен в переходе. Этот ток может изменить направление магнитного поля, что в процессе создаёт или редактирует доменные стенки — кодирует последовательность в 0 или 1.

Исследователи говорят, что их следующим шагом будет демонстрация устройства в действии. Они разработали мажоритарный элемент (переключатель по большинству), который дает положительный результат, если большинство его входных данных являются положительными. Но учёным еще предстоит по-настоящему изучить этот дизайн. Только тогда исследователи узнают, как их спинтронная логика будет противостоять наработкам КМОП.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Игрок сумел получить первый уровень «Престижа» в Call of Duty: Black Ops Cold War, никого не убив 25 мин.
Epic Games увеличила призовой фонд Fortnite Champion Series — на соревнованиях разыграют $20 миллионов 2 ч.
Red Hat анонсировала бесплатный вариант Red Hat Enterprise Linux для небольших организаций 2 ч.
«Колоссальный объем работы»: глава Valve Гейб Ньюэлл встал на защиту Cyberpunk 2077 и CD Projekt RED 2 ч.
В базе данных Steam углядели намёк на появление мультиплеера в Resident Evil Village 2 ч.
Европейская комиссия оштрафовала Valve и пять издателей за региональную блокировку игр в Steam 2 ч.
Пользователи Fortnite недовольны балансом предмета, который можно получить за убийство Хищника 2 ч.
Разработчики PUBG Mobile забанили за неделю более 1,2 млн игроков 2 ч.
Видео: Ghost Recon Breakpoint доступна бесплатно с 21 по 25 января 3 ч.
Авторы Sackboy: A Big Adventure и Team Sonic Racing работают над крупнобюджетным экшеном с открытым миром 3 ч.