Alors que le Big Data et les applications cloud fleurissent, l'un des grands défis de l'informatique future est de trouver des méthodes économes en énergie pour le stockage des données.

Le matériau magnétique est couramment utilisé pour le stockage de données (pensez aux bandes magnétiques au dos d'une carte de crédit) et la possibilité d'inverser la « polarité » (direction de magnétisation) des particules magnétiques qui sont conservées pendant de longues périodes sans avoir besoin d'alimentation est essentielle. à la mémoire magnétique non volatile.

Un groupe de chercheurs de la Virginia Commonwealth University School of Engineering a développé un processus pour provoquer ce renversement de la « polarité » magnétique. La méthode du groupe offre une réduction significative de l'énergie requise pour le stockage des mégadonnées et de la mémoire cloud.

« Quand vous regardez la réduction d'énergie que cela permet, c'est un changement majeur, " dit Jayasimha Atulasimha, Doctorat., Qimonda professeur agrégé au Département de génie mécanique et nucléaire. "Cela a le potentiel de réduire considérablement la consommation d'énergie lors de la commutation de dispositifs de mémoire magnétique non volatile."

Le système qu'Atulasimha et les doctorants Dhritiman Bhattacharya et Md Mamun Al-Rashid ont conçu utilise un champ électrique pour inverser la direction des skyrmions magnétiques. Un skyrmion magnétique est un état magnétique caractérisé par un noyau qui pointe vers le haut ou vers le bas, et tourne progressivement de son coeur à sa périphérie.

Bhattacharya a découvert qu'un champ électrique à lui seul pouvait provoquer un retournement de la magnétisation du noyau. A l'aide d'un champ électrique, au lieu du courant ou d'un champ magnétique, présente la possibilité d'une mémoire magnétique plus économe en énergie pour l'informatique.

"Ce qui est intéressant avec ce type d'encodage magnétique, c'est qu'il ne faut qu'une petite quantité d'énergie pour basculer et une fois que vous avez la direction souhaitée, il peut y rester longtemps. Aucune énergie supplémentaire n'est nécessaire, " dit Bhattacharya.

Al-Rashid a comparé les conclusions de Bhattacharya de manière indépendante.

"Nous avons été surpris des premiers résultats selon lesquels un champ électrique à lui seul pouvait inverser le noyau de skyrmion, mais nous comprenons maintenant pourquoi cela se produit, " a déclaré Al-Rashid.

Dans la prochaine phase de recherche du groupe, ils étudieront le fonctionnement de ce processus en présence de bruit thermique à température ambiante. Ils détermineront également le degré de contrôle du processus afin d'évaluer si les polarités peuvent être inversées à chaque fois en présence de telles perturbations.

En plus des économies d'énergie pour le stockage de Big Data, cette technologie peut avoir des applications dans les appareils intégrés au corps afin qu'ils puissent fonctionner avec des remplacements de batterie moins fréquents. Il peut également fournir un outil pour une logique plus sophistiquée dans le traitement et la récupération des données.

"En ce moment, nous avons une idée appuyée par des simulations rigoureuses, " Atulasimha a déclaré. " Nous espérons étudier ce système plus en profondeur ainsi que travailler en collaboration avec d'autres groupes expérimentaux pour établir une solide preuve de concept dans l'espoir que cette idée voit des applications dans l'un de ces domaines. "