Колоссальное энергопотребление дата-центров становится все более значительной проблемой.
По мере того как ИИ все глубже проникает в повседневную жизнь, промышленность и науку, потребность в вычислительных ресурсах и хранилищах данных продолжает расти. Но этот рост сопровождается серьезной проблемой: дата-центры уже сейчас потребляют огромное количество электроэнергии, и в ближайшие десятилетия эти потребности значительно возрастут. Без существенного повышения энергоэффективности информационные технологии могут в конечном итоге занять значительную долю мирового потребления электричества и выбросов углекислого газа.
Специалисты Эдинбургского университета разработали новый теоретический подход, который может помочь радикально снизить количество энергии, необходимой для хранения и обработки цифровой информации в будущих магнитных накопителях. В основе магнитной памяти лежит способность переключать магнитные состояния, что позволяет изменять и контролировать цифровую информацию, представленную в виде нулей и единиц.
Вместо традиционных методов проектирования процессов магнитного переключения ученые применили теорию оптимального управления — математический подход для определения наиболее эффективного способа достижения конкретной цели. Используя этот метод, команда создала систему для разработки сверхбыстрых импульсов магнитного поля, которые могут переключать магнитные состояния с минимально возможным потреблением энергии.
Сверхбыстрые импульсы магнитного поля могут переключать магнитные состояния с минимально возможным потреблением энергии.Компьютерное моделирование показало, что новый метод может снизить энергопотребление при переключении на несколько порядков по сравнению с ведущими технологиями памяти, используемыми или разрабатываемыми сегодня, включая DRAM и различные варианты MRAM. Еще более впечатляет то, что предсказанные энергетические требования приближают магнитную память к пределу Ландауэра — фундаментальному термодинамическому барьеру, определяющему минимальное количество энергии для обработки одного бита информации.
Руководитель работы, доктор Элтон Сантос отметил: «Каждая цифровая операция имеет энергетическую цену, и эта цена становится все более важной по мере расширения ИИ и ресурсоемких технологий. Теперь мы убедились, что тщательно проектируя изменение магнитного поля во времени, можно переключать намагниченность гораздо эффективнее, чем традиционными методами».
Ученый также подчеркнул, что разработанная математическая система может быть адаптирована не только для магнитных полей, но и для электрических токов и сверхбыстрых лазерных импульсов, что открывает применение этих идей далеко за пределами первоначально изученных систем.
Ранее ученые нашли способ внедрить оптоволоконные технологии в кремниевые чипы.
Источник новости: hi-tech.mail.ru
