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功率/性能位:4月13日

快速的数据传输;反铁磁性的存储;sub-diffraction光学存储。

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快速的数据传输
来自麻省理工学院、英特尔公司和雷声公司的研究人员开发了一种新的数据传输系统它既能提高速度,又能减少能源消耗,因为它采用了传统铜电缆和光纤的元素。

“计算机芯片(云计算、互联网和大数据)之间共享的信息数量出现了爆炸式增长。而且很多这种情况发生在传统铜线上,”雷声公司(Raytheon)的杰克•霍洛威(Jack Holloway)表示。他还提到了处理大量数据负载所需的能量:“在消耗的能量和信息交换速率之间存在一个基本的权衡。”

该团队使用了一种由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,而且制造成本可能更低。聚合物链是用亚太赫兹的电磁信号操作的,这使得它在传输高数据负载时比铜更节能。新link的效率堪比光纤,但Holloway指出,“它直接与硅芯片兼容,无需任何特殊制造。”该团队创造了低成本的芯片来产生高频信号。

它通过三个不同的并行信道发送信号,这些信道按频率分开。这条链路的总带宽为每秒105gb,几乎比铜质USB连接线快了一个数量级。

它也更小:“我们电缆的横截面积是0.4毫米乘1 / 4毫米,”麻省理工学院电子工程与计算机科学系副教授韩若南(音译)说。“所以,它非常小,就像一缕头发。”

Han认为,通过将聚合物管道捆绑在一起,可以制造得更快。“那么数据速率将会超出图表。它可以达到每秒1太比特,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行业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和基辅塔拉斯舍甫琴科国立大学的研究人员提议使用用于数据存储的反铁磁材料

研究人员集中研究了氧化铬(III)的单晶(Cr2O3),其中的原子排列在规则的晶格中,很少有缺陷。巴塞尔的娜塔莎·海德里希说:“我们可以通过这样的方式改变单晶,创建两个区域(域),其中的反铁磁顺序有不同的方向。”

两个域被域壁隔开。“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,”巴塞尔教授Patrick Maletinsky说。

畴壁是有弹性的,并且有最小化表面能量的趋势,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,可以很好地预测晶体的运动轨迹,仿真结果也证实了这一点。

该团队能够通过在纳米尺度上选择性地构造晶体表面来操纵畴壁的轨迹,留下凸起的小方块。这些方块然后以一种可控的方式改变晶体中畴壁的轨迹。

然后,他们可以使用凸起方块的方向来引导域墙到方块的一边或另一边。这是新数据存储概念背后的基本原理:如果域墙运行在凸起的正方形的“右边”,这可以表示值1,而域墙“左边”可以表示值0。通过激光局部加热,可以反复改变畴壁的轨迹,使存储介质可重复使用。

“下一步,我们计划看看畴壁是否也可以通过电场移动,”Maletinsky补充说。“这将使反铁磁体适合作为存储介质,它比传统铁磁系统速度更快,同时消耗的能量也大大减少。”

Sub-diffraction光存储
世界上产生的数据量在不断增加,这使得寻找高容量存储变得更加重要。来自上海科技大学、RMIT大学和新加坡国立大学的研究人员提出了一种实现这一目标的方法大容量光存储

光的衍射特性限制了光盘的存储容量和信息位元的大小。为了克服这个问题,研究人员使用了富含稀土元素的上转换纳米粒子和石墨烯氧化物薄片。上转换纳米粒子允许亚衍射纳米级信息比特使用低激光束强度写入,从而降低了能耗,延长了设备寿命。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。

他们估计一个12厘米的光盘的存储容量将达到700 TB,相当于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的纳米结构提供了光刻的潜力。



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