节能服务器:数据存储2.0
据预测,到2030年,IT领域能源消耗将上升到10皮瓦小时,即10万亿千瓦时。这大约相当于全球发电量的一半。美因茨大学的一个研究小组开发了一种技术,该技术可以将将数据写入服务器所需的能量减少一半,并使构建复杂的服务器体系结构变得更容易。
但是,怎样才能减少服务器运行所需的电量呢?通常在磁化的帮助下将数据存储在存储层中。为了写入或删除数据,电流会通过铁磁多层结构,流动电子会产生有效的磁场。存储层中的磁化”感应 “磁场,并相应地改变其方向。然而,每个电子只能使用一次。在节能数据存储方面迈出的重要一步是构建一个包括重金属(例如铂)的铁磁存储层。当电流流过重金属时,电子会在重金属和铁磁层之间来回切换。这种技术的最大优点是电子可以被多次重复使用,写入数据所需的电流减少了一千倍之多。
将存储过程效率加倍
约翰内斯-古腾堡大学美因茨分校(JGU)的一个研究小组与Forschungszentrum Jülich的研究人员合作,现在找到了使存储过程的效率再次翻倍的方法。该研究没有像通常做法那样采用硅作为基板,而是采用了压电晶体,研究人员将重金属层和铁磁层附着在这上面。 如果将电场施加到压电晶体,它将在晶体中产生机械应变。这继而提高了存储层的磁开关效率,而存储层是提供数据存储的元件。效率的提升程度由系统和电场强度决定。该研究方法可以直接测量效率的变化,进而调整适当的场强。换句话说,通过调整压电晶体所处的电场强度,可以直接控制磁开关过程的效率。
这不仅可以显着降低能耗,也使得使用复杂架构进行信息存储成为可能。研究人员提出,如果电场只施加在压电晶体的一小块区域,那么开关效率只会在该位置提高。如果他们现在调整系统,使电子自旋转矩只有在压电晶体中的应变被放大时才能切换,他们就可以在局部改变磁化强度。使用这种方法,可以轻松实现多级存储器和复杂服务器架构。
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