Energiasyöpöt tietokoneet kuriin – tiedon kuljettajiksi spinaallot

Aalto-yliopiston tutkijat rakentavat prototyyppiä laitteesta, joka kuljettaa tietoa valolla ohjatuilla spinaalloilla.

Tutkimuksen tavoitteena on vähentää tietotekniikan energianhaaskuuta.

Valtaosa nykyisten datakeskusten energiankulutuksesta menee hukkalämmöksi. Tietokoneet ovat niin suuria energiasyöppöjä, että niiden on arvioitu pian haukkaavan jopa puolet maailman energiankulutuksesta.

Nykytietokoneiden toiminta perustuu sähkövarauksiin, joita kuljetetaan kapeita kanavia pitkin, mikä tuottaa väistämättä runsaasti lämpöä.

Spinaallot ovat magneettisissa materiaaleissa ilmenevä aaltomainen ilmiö, jossa lämpöä ei synny.

Professori Sebastiaan van Dijkenin mukaan uusi, energiatehokas laite pystyy ehkä myös nykyistä parempaan laskentaan.

Ainutlaatuinen spinaaltojen sovellus

Spinaalloilla on toistaiseksi hyvin vähän kaupallisia sovelluksia, eikä niitä vielä käytetä tietokoneissa. Niiden potentiaali tietojenkäsittelylle tunnustetaan kuitenkin laajalti.

Aalto-yliopiston projektista tekee ainutlaatuisen se, että tutkijat aikovat saada laitteen toimimaan ohjaamalla spinaaltoja voimakkaiden valokenttien avulla nanomitassa.

”Kukaan ei ole aiemmin ohjannut spinaaltoja valolla tällä tavalla”, kertoo professori Päivi Törmä.

Van Dijken ja hänen tutkimusryhmänsä ovat asiantuntijoita spinaaltojen manipuloinnissa. Törmä johtaa ryhmää, jolla on vuosien kokemus työskentelystä valokenttien parissa nanomitassa.

Ryhmien yhteistyö johti äskettäin menetelmään, jossa käytetään uudella tavoin magnetismia valon ohjaamiseen.

Nyt tutkijat pyrkivät päinvastaiseen eli käyttämään valoa ohjaamaan magnetisaation dynamiikkaa.

Heti massatuotantoon sopivaa teknologiaa

Aallon tutkijoiden kolmivuotisen hankkeen päätavoite on saada aikaan toimiva logiikkaportti ja osoittaa sen alhainen energiankulutus. Logiikkaportit ovat tietokoneiden peruselementtejä.

Työssä käytetään alusta asti massatuotantoon soveltuvaa teknologiaa. Haussa ovat myös alan yhteistyökumppanit.

”On äärimmäisen tärkeää, että suomalainen teollisuus näkee varhain, millaisia teknologioita tulevaisuudessa voi olla odotettavissa”, Törmä sanoo.

“Pitkään on ajateltu, että digitalisaatio edistyy lähinnä ohjelmistokehityksen kautta. Nyt myös laskennan fysikaalisen toteutuksen rajat ovat nousemassa yhä keskeisempään asemaan.”

(Kuva Adobe Stock) Tiedonkäsittelyn energiatarvetta on tulevaisuudessa pakko suitsia, sillä tietokoneiden on arvioitu pian rohmuavan jopa puolet maailman energiankulutuksesta.

Kerro meille mielipiteesi!

 

Anna palautetta

Lisää uutisia