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Contenuto archiviato il 2023-03-02

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Infrangere il record di velocità della memoria di un computer

La gara per sviluppare la prossima generazione di tecnologie informatiche è già partita, e l'Europa è in testa al gruppo. Recenti esperimenti sulle memorie magnetiche hanno infranto tutti i precedenti record di velocità e hanno raggiunto la massima velocità possibile con le me...

La gara per sviluppare la prossima generazione di tecnologie informatiche è già partita, e l'Europa è in testa al gruppo. Recenti esperimenti sulle memorie magnetiche hanno infranto tutti i precedenti record di velocità e hanno raggiunto la massima velocità possibile con le memorie magnetiche. Per i normali cittadini europei, questo significa che nuovi computer più veloci sono dietro l'angolo. Mentre i computer stanno diventando sempre più piccoli, cresce ciò che gli utenti richiedono a queste macchine. Per eseguire i più recenti programmi informatici è richiesta sempre più memoria. Anche per memorizzare le informazioni che vengono ora raccolte, sia dagli scienziati che dai governi, è richiesta più memoria. Per affrontare queste richieste sono necessarie memorie più grandi e più veloci. I chip di memoria magnetica, o MRAM, sono proprio quello che ci vuole per rispondere a queste crescenti richieste, e il loro sviluppo sta rivoluzionando l'industria dei computer. Come recentemente indicato da un articolo pubblicato nelle Physical Review Letters, l'Europa sta fungendo da apripista. L'articolo pone in evidenza un esperimento condotto dal Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Germania. Nell'esperimento i ricercatori hanno ottenuto la commutazione della precessione di un nanomagnete che ha raggiunto velocità pari a quelle permesse dal limite fondamentale di velocità. Questo approccio è chiamato precessione balistica. Gli attuali sistemi di memoria comprendono la memoria ad accesso casuale dinamica e quella statica (DRAM e SRAM). Anche se sono più veloci dei loro predecessori, esse presentano degli svantaggi. Un'interruzione dell'alimentazione elettrica significa una perdita immediata delle informazioni attualmente elaborate. I computer che utilizzano questi sistemi di memoria impiegano anche molto tempo per avviarsi. Immaginate di accendere un computer e che questo sia immediatamente pronto per l'uso, invece di dover aspettare il caricamento dei programmi da parte del computer. Le MRAM eliminano quell'attesa. Con le MRAM, le informazioni digitali non vengono memorizzate mediante una carica elettrica, ma viene invece utilizzato l'orientamento della magnetizzazione di una cella magnetica. I magneti possono essere caricati sia positivamente che negativamente, ogni stato corrisponde a 0 o a 1. Questo è il sistema binario che è usato in tutti i computer. La precessione è usata dalle MRAM per programmare i bit magnetici. L'applicazione della precessione permette la programmazione dello stato di memoria di una cella applicando un impulso di corrente. Una corrente positiva sposta la magnetizzazione in una direzione (stato digitale 0) e una corrente negativa nell'altra (stato digitale 1). Per ottenere questo cambiamento nello stato, sono necessari molti impulsi di corrente, chiamati precessioni. Attualmente le MRAM hanno bisogno di molti impulsi della durata di 10 nanosecondi per alterare lo stato digitale; questo rappresenta un serio ostacolo per la velocità. In questo esperimento, la magnetizzazione è stata ottenuta in un singolo turno di precessione grazie alla precessione balistica. Questo è stato ottenuto mediante la regolazione precisa dei parametri dell'impulso di corrente in combinazione con un piccolo campo magnetico di polarizzazione. Per le MRAM questo significa che la programmazione può essere ottenuta usando impulsi di corrente più brevi di 1 nanosecondo, corrispondenti a velocità di scrittura ben superiori a 1 GHz. Potrebbe quindi consentire una memoria ad alta intensità non volatile che funziona alle stesse velocità di scrittura delle più veloci memorie volatili.

Paesi

Germania

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