Zahlavi

Tisíckrát rychlejší paměťové nosiče? Díky českým vědcům reálná budoucnost

Tisíckrát rychlejší paměťové nosiče? Díky českým vědcům reálná budoucnost

09. 08. 2017

Tým fyzika Tomáše Jungwirtha se už několik let věnuje výzkumu v oblasti nových, extrémně rychlých paměťových nosičů, které fungují na zcela odlišných principech než ty dosavadní. Na jejich výsledky, publikované loni v časopise Science, nyní navazuje evropský projekt ASPIN. Koordinuje ho Fyzikální ústav AV ČR a v soutěži Future and Emerging Technologies obdržel čtyřletý grant ve výši téměř čtyř milionů eur. Kromě Fyzikálního ústavu a Matematicko-fyzikální fakulty UK se na projektu podílí také tři Max-Planckovy instituty v Německu, univerzita v Mohuči, britská univerzita v Nottinghamu a španělská firma IGSresearch Ltd.

„V této oblasti je ještě mnoho neznámých, ale jednu věc víme určitě: že naše paměťové součástky umožňují tisíckrát rychlejší zápis než počítačové paměti, které používáme dnes,“ říká profesor Tomáš Jungwirth, vedoucí oddělení spintroniky a nanoelektroniky ve Fyzikálním ústavu. Kromě mimořádné rychlosti nových nosičů vyzdvihuje také jejich další možné funkce, které se v některých ohledech blíží funkcím lidského mozku. 

„Dosavadní informační technologie přepínají mezi dvěma stavy, jedničkou a nulou. V mnoha ohledech dokážou být výkonnější než lidský mozek, ale ani ty nejlepší počítače stále neumí rozpoznávat a vyhodnocovat například obrazy nebo zvuky tak dobře, jak to dokáže mozek. Naše součástky by mohly pomoci v oboru, který se nazývá umělá inteligence a který se snaží skloubit výhody fungování počítače a mozku,“ dodává Jungwirth.

 

Schéma antiferomagnetické paměti s elektrickým čtením a přepínání mezi paměťovými stavy

Fyzikálně vycházejí tyto nové paměti z látek, kterým se říká antiferomagnety. Ty se navenek nechovají magneticky, ale uvnitř magnetické jsou. Jejich magnetismus lze navíc ovládat elektrickým proudem, což se podařilo díky loňskému objevu vědců z Fyzikálního ústavu. Některé z těchto materiálů se vyskytují i v přírodě, jako chalkopyrit, dají se však vyrobit i uměle. Jak však upozorňuje Tomáš Jungwirth, jde pouze o začátek: výzkum stále probíhá a kromě již podaných přihlášek na mezinárodní patenty se připravuje ještě mnoho dalších, to vše v rámci dlouholeté spolupráce Fyzikálního ústavu s japonskou firmou Hitachi.

„Je to tak velký skok, že je těžké odhadovat dobu, kdy a v jaké formě by se náš výzkum mohlo podařit převést do praxe. V našem oboru spintroniky ale existují příklady, jako jsou čtecí hlavy pevných disků, kdy od základního fyzikálního objevu k masovému rozšíření došlo v horizontu deseti let.“

Ve známém časopise Physics Today publikují Češi zatím výjimečně (červencové číslo)

O objevy týmu Tomáše Jungwirtha je vědecké komunitě velký zájem, na loňský úspěch v časopise Science letos navázaly tři publikace v prestižních časopisech jako Nature Communications, Nature Photonics či Physics Today, což je v USA vůbec nejznámější vědecko-populární fyzikální časopis. Na rozdíl od článku ve Science, kde vědci zveřejnili výsledky z měření pomocí složitých laboratorních přístrojů, se jim však nyní podařilo dokázat, že lze nové paměťové čipy ovládat i jednoduše z počítače přes rozhraní USB.

Jednoduché ovládání čipů přes USB

„Výpočetní technika se v posledních několika letech od základu mění: dřív to byla krabice, která stála na stole, dneska ji nosíme s sebou po kapsách, vozíme v automobilech… Vzniká nový svět, takzvaný internet věcí, a já věřím, že by se v něm mohly uplatnit i naše nové součástky. Na našich nových čipech ukazujeme, že vývoj budoucích aplikací není sci- fi, ale reálná možnost. I díky tomu jsme dostali letos evropský grant,“ komentuje to Tomáš Jungwirth.

Připravila: Alice Horáčková, Odbor mediální komunikace Kanceláře AV ČR
Foto: Podklady Tomáše Jungwirtha, Fyzikální ústav AV ČR