电源/性能位:4月13日

快速数据传输;反铁磁性的存储;次衍射光存储。

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快速数据传输
来自麻省理工学院、英特尔公司和雷神公司的研究人员开发了一种新的数据传输系统通过从传统的铜电缆和光纤中提取元素,这既提高了速度,又降低了能源消耗。

“计算机芯片之间共享的信息量呈爆炸式增长——云计算、互联网、大数据。而且很多都是通过传统的铜线进行的。”雷神公司的杰克·霍洛韦说。他还提到了处理大量数据负载的电力需求:“在消耗的能量和信息交换的速率之间存在一个基本的权衡。”

该团队使用了塑料聚合物制成的导管,而不是更大的铜电缆,这使得它比传统的铜电缆更轻,而且可能更便宜。聚合物链路使用亚太赫兹电磁信号,这使得它在传输高数据负载时比铜更节能。新链路的效率可以与光纤相媲美,但Holloway指出,“它直接与硅芯片兼容,无需任何特殊制造。”该团队制造了低成本的芯片来产生高频信号。

它通过三个不同的平行信道发送信号,按频率分开。该链路的总带宽为每秒105千兆比特,几乎比铜基USB线快一个数量级。

它也更小:“我们的电缆的截面积是0.4毫米乘1 / 4毫米,”麻省理工学院电气工程和计算机科学系副教授韩若南说。“所以,它非常小,就像一缕头发。”

韩寒认为,将聚合物导管捆绑在一起可以更快地制造出来。“那么数据传输速率将会打破记录。它可能是每秒1tb,但成本仍然很低。”该团队认为,数据中心以及航空航天和汽车领域都有可能采用这种新型电缆。

反铁磁性的存储
来自巴塞尔大学、Helmholtz-Zentrum离子束物理和材料研究所以及基辅国立大学的塔拉斯舍甫琴科的研究人员建议使用数据存储用反铁磁材料

研究人员专注于铬(III)氧化物(Cr2O3)的单晶,其中原子排列在规则的晶格中,几乎没有缺陷。“我们可以改变单晶,从而创造出两个反铁磁顺序具有不同方向的区域(域),”巴塞尔的娜塔莎·海德里奇(Natascha Hedrich)说。

这两个域由域墙隔开。巴塞尔大学的Patrick Maletinsky教授说:“由于我们的量子传感器的高灵敏度和出色的分辨率,我们能够通过实验证明畴壁表现出类似于肥皂泡的行为。”

畴壁是弹性的,并且有使其表面能量最小化的趋势,就像肥皂泡一样。它的运动轨迹反映了晶体的反铁磁材料性质,可以高精度地预测,并通过模拟得到了证实。

该团队能够通过在纳米尺度上选择性地构建晶体表面来操纵畴壁的轨迹,留下微小的凸起的正方形。然后,这些方块以可控的方式改变晶体中畴壁的轨迹。

然后,他们可以使用凸起的正方形的方向来引导域壁到正方形的一侧或另一侧。这是新的数据存储概念背后的基本原则:如果域墙位于凸起正方形的“右侧”,则可以表示值1,而域墙位于“左侧”则可以表示值0。通过激光局部加热,可以反复改变畴壁的运动轨迹,使存储介质可重复使用。

“接下来,我们计划看看畴壁是否也可以通过电场来移动,”Maletinsky补充道。“这将使反铁磁体成为一种比传统铁磁系统更快的存储介质,同时消耗的能量大大减少。”

次衍射光存储器
世界产生的数据量不断增加,这使得寻找高容量存储变得更加重要。来自上海理工大学、RMIT大学和新加坡国立大学的研究人员提出了一种交付方式大容量光存储

光的衍射特性限制了光盘的存储容量和信息位的大小。为了克服这一问题,研究人员使用了富含稀土的上转换纳米颗粒和氧化石墨烯薄片。上转换纳米颗粒允许使用低激光束强度写入亚衍射纳米级信息位,从而降低能耗和延长设备寿命。此外,所使用的连续波激光器价格低廉,与脉冲激光器相比降低了操作成本。

他们估计一张12厘米光盘的存储容量为700tb,大约是28000张蓝光光盘。该团队表示,该技术还为下一代纳米光子器件的碳基芯片中纳米结构的光刻提供了潜力。



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