EO

Snelle en zuinige dataopslag met licht ‘doorbraak naar toekomstig fotonisch geheugen’

14 januari 2019 om 14:06 uur

Artist impression van het optische schakelen van magnetische bits. Een laserpuls (rood) verandert de richting van de magnetisatie en bepaalt daarmee of het een 0 of een 1 wordt.

Datacenters maken gebruik van magnetische harde schijven, maar daarmee kost het versturen van informatie veel energie. Licht is de meest energie-efficiënte manier om informatie mee te verzenden. Het is alleen niet eenvoudig om licht op te slaan. Onderzoekers van de TU Eindhoven hebben daarom een hybride techniek ontwikkeld die de voordelen van licht en magnetische opslag combineert. Ze gebruiken ultrakorte lichtpulsen om gegevens snel en energiezuinig in een magnetisch geheugen te schrijven.


Gegevens worden op een harde schijf opgeslagen in de vorm van bits, minuscule magnetische domeinen met een noordpool en een zuidpool. De magnetisatie (richting van de polen) bepaalt of de bits een digitale 0 of een 1 bevatten. Het schrijven van de gegevens wordt bereikt door de richting van de magnetisatie van de bijbehorende bits om te schakelen.

 

Synthetische ferrimagneten

Conventioneel vindt het schakelen plaats door een extern magnetisch veld aan te leggen, die de richting van de polen ofwel omhoog (1) of omlaag (0) dwingt. Een alternatief is om het schakelen optisch te doen, door gebruik te maken van een femtoseconde laserpuls. Hiermee kan de opslag van gegevens potentieel sneller en efficiënter gebeuren.


"Optisch schakelen voor dataopslag is al ongeveer een decennium bekend", zegt onderzoeker Mark Lalieu. "Het schakelen van de magnetisatie in materialen die conventioneel gebruikt worden in de spintronica vereist echter meerdere laserpulsen en dus kost het schrijven teveel tijd en energie." Lalieu heeft het optisch schakelen gerealiseerd in synthetische ferrimagneten. Dit lukte met een enkele femtoseconde laserpuls, waardoor het schrijven van gegevens energiezuinig en snel gebeurt.


Lalieu: "Deze manier van schakelen is ongeveer 100 tot 1000 keer sneller dan wat mogelijk is met de technologie van vandaag. Bovendien, omdat de optische informatie wordt opgeslagen in magnetische bits zonder dat hierbij energieverslindende elektronica nodig is, heeft dit enorme potentie voor toekomstig gebruik in fotonische computerchips."


flyHet 'on-the-fly' schrijven van gegevens in een racetrack geheugen. De magnetische bits (enen en nullen) worden geschreven door laserpulsen (rode puls, linkerkant). Deze bewegen vervolgens over de racetrack (zwarte pijlen). In de toekomst kan de data mogelijk ook weer optisch worden uitgelezen (rode puls, rechterkant).


Bovendien combineerde Lalieu het optisch schakelen met het zogenoemde racetrackgeheugen. In dit systeem worden magnetische bits continu met licht opgeslagen en onmiddellijk langs de draad getransporteerd door de elektrische stroom, waardoor ruimte vrijkomt voor lege magnetische bits en dus nieuwe gegevens worden opgeslagen.


Hoogleraar Bert Koopmans: "Dit 'on the fly' kopiëren van informatie tussen licht en magnetische racebanen, zonder tussenliggende elektronische stappen, is als het heen en weer springen tussen twee rijdende hogesnelheidstreinen, in plaats van dat je moet overstappen op een station. Je kunt je voorstellen hoeveel sneller en energiezuiniger dat is."

 

En daarna?

Dit onderzoek werd gedaan met microdraden. In de toekomst moet verkleind worden naar de nanoschaal om beter te kunnen samengaan met computerchips. Om de integratie van een fotonisch computergeheugen compleet te maken werkt de onderzoeksgroep Physics of Nanostructures ook aan het optisch uitlezen van de (magnetische) data.

 

Gerelateerd nieuws

Ontwerpstudie voor cirkelversneller van 100 kilometer op Cern gereed

Ontwerpstudie voor cirkelversneller van 100 kilometer op Cern gereed

De ontwerpstudie voor een nieuwe cirkelvormige, ondergrondse deeltjesversneller van 100 kilometer omtrek bij Cern in Genève is gepubliceerd. De superversneller moet de opvolger worden van de huidige LHC-versneller op…

Kracht van wet voor nieuwe Richtlijn Steigers

Wettelijke status voor nieuwe Richtlijn Steigers

De nieuwe Richtlijn Steigers is opgenomen in de Arbocatalogus Bouw & Infra. Daarmee heeft de richtlijn nu officiële kracht van wet gekregen dankzij de gezamenlijke inspanning van verschillende branches om de…

Werknemers in praktische beroepen hebben drie keer zo vaak een beroepsziekte

Werknemers in praktische beroepen hebben drie keer zo vaak een beroepsziekte

Werknemers in praktische beroepen - vaak aangeduid met een lagere sociaal economische positie (SEP) - hebben bijna drie keer zo vaak een beroepsziekte. Dit blijkt uit het rapport ‘Beroepsziekten in Cijfers 2018’ van…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Safe PCB Nederland
Safe PCB Nederland

Printplaten/PCB's, prototype en series

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

23 november 2018, Groningen

BEYOND THE LAB: the DIY Science Revolution

Dit project laat zien dat mensen mee kunnen doen aan wetenschap en samen de verantwoordelijkheid delen...

16 januari 2019, Veldhoven

Thermische analyse

Thermische analysetechnieken (zoals TGA, DTA, (MT)DSC, micro-calorimetrie, hoge snelheidscalorimetrie,...

21 januari 2019, Breda

2-daagse training CE-engineering en fabrikantschap

De Europese CE-richtlijnen gaan uit van het simpele scenario dat bij een verhandeld en/of in gebruik...

Meer agendapunten »