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大數據存儲:節能技術開發成為剛需


數據量的增長,讓人類文明步入大數據時代。大數據,顧名思義,大量的數據。從數據的體量來看,傳統的個人電腦,處理的數據,是GB/TB級別的數據。而大數據則處理的是PB/EB/ZB級別的數據體量。其中,1 PB = 1024 TB (PB - petabyte) ;1 EB = 1024 PB (EB - exabyte) ;1 ZB = 1024 EB (ZB - zettabyte)。


如果說一塊1TB的硬盤可以存儲大約20萬張的照片或20萬首MP3音樂,那么1PB的大數據,則需要大約2個機柜的存儲設備,儲存約為2億張照片或2億首MP3音樂。1EB,則需要大約2000個機柜的存儲設備。



當前,全球數據量仍在飛速增長的階段。根據國際機構 Statista的統計和預測,2020年全球數據產生量預計達到 47ZB,而到2035年,這一數字將達到2142ZB,全球數據量即將迎來更大規模的爆發。


在這樣的背景下,如果現有的技術保持不變,那么等到2040年,所有目前全球的電力消耗都將用于數據存儲。因此,節能技術開發成為必然。法國洛林大學和日本東北大學的研究人員近日報告了一項創新技術,該技術將可大幅降低數據存儲的能量。


目前的技術采用的是一個超快激光脈沖,其持續時間短至30飛秒,相當于0.0000000000000003秒。激光脈沖應用于由鐵磁性GdFeCo、非磁性Cu和鐵磁性Co/Pt層組成的異質結構。


由于此前研究中,研究人員觀察到了鐵磁層被切換后鐵磁層會發生了磁性轉化。這一次,研究人員則發現了解釋這一奇特現象的機制,另外,他們還發現伴隨鐵磁GeFeCo開關的電子自旋流(稱為自旋電流)在誘導鐵磁Co/Pt開關中起著至關重要的作用。

基于這一認識,研究人員演示了一種要快得多、能耗低得多的鐵磁開關。這是由單個激光脈沖驅動,而不再需要使用鐵磁層的開關。這對于未來的數據存儲應用來說,將可以提供一種將數字信息寫入磁性介質的有效方案,以大幅降低數據存儲的能量。


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