17:09 2022-11-30
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cum ar putea memoria supraconductoare să ajute centrele de date să-și reducă amprenta de carbon
_ Cum ar putea memoria supraconductoare ajuta centrele de date să-și reducă amprenta de carbon
Puțini dintre noi își dau seama că ascultând muzică pe Spotify sau urmărind Netflix sau YouTube eliberează CO2 în acest proces. Serviciile online folosesc datele stocate pe serverele din centrele de date și consumă energie. Fizicianul Remko Fermin a cercetat metode pentru a face memoria din centrele de date mai eficientă din punct de vedere energetic.
În momentul de față centrele de date folosesc 1% din energia totală consumată în lume, făcându-le responsabile pentru aproximativ 0,3% din CO2 total emisii. Tehnologia informației și comunicațiilor (TIC) în ansamblu (aceasta include dispozitivele digitale personale, televizoarele și rețelele mobile) generează mai mult de 2% din emisiile globale.
Acest lucru pune amprenta de carbon a TIC la același nivel cu cel al industriei aviatice. În cel mai rău caz, previziunile sunt că centrele de date vor reprezenta 10% din consumul global de energie până în 2030.
Fermin a fost șocat să descopere aceste cifre și a vrut să contribuie la economisirea energiei. S-a uitat la fizică pentru a dezvolta metode care ar putea ajuta la eficientizarea energetică a calculatoarelor din centrele de date. „Imaginați-vă că putem evita acele 10 la sută; acesta este un obiectiv incredibil de important.”
Una dintre soluțiile la care s-a uitat este memoria care ar fi potrivită pentru calculatoarele supraconductoare. Supraconductorii sunt materiale fără rezistență electrică. Aceasta înseamnă că nu este nevoie de energie pentru a trimite electricitate prin ele. Dezavantajul este că supraconductorii funcționează doar la temperaturi foarte scăzute: chiar deasupra zeroului absolut de -273 de grade Celsius.
Fermin spune: „Răcirea computerelor noastre la acest nivel nu este o opțiune, dar ar fi pentru centre de date. În ciuda faptului că ar trebui să fie răcite, calculatoarele mari de acolo ar fi mai eficiente din punct de vedere energetic dacă acest lucru le-ar face supraconductori.”
S-au făcut deja cercetări în ceea ce privește modul în care supraconductorii pot fi folosiți pentru calcule. Dar s-au făcut mult mai puține cercetări asupra modului în care un computer poate stoca date cu ajutorul supraconductivității. Fermin și colegii săi au reușit să realizeze un element de memorie supraconductor. „Ca dovadă de concept am realizat un element de memorie format dintr-un singur bit. Acest lucru arată că este posibil să se realizeze un element de memorie supraconductor prin combinarea unui supraconductor și a unui magnet.”
Un element de memorie superconductor de succes trebuie să îndeplinește patru criterii.
Mai întâi trebuie să poată comuta între două stări, la fel cum un bit dintr-un computer poate avea valoarea 0 sau 1. O mulțime de biți împreună formează un cod care poate fi tradus în un text, o fotografie sau un videoclip, de exemplu. În al doilea rând, ar trebui să fie nevoie de foarte puțină energie pentru a citi și a comuta între cele două stări. În al treilea rând, elementul de memorie trebuie să-și păstreze memoria pe măsură ce computerul se încălzește și nu mai este supraconductor. În al patrulea rând, trebuie să fie scalabil, deoarece avem nevoie de o mulțime de biți dacă vrem să stocăm toate acele filme și muzică.
Elementele de memorie supraconductoare fuseseră deja dezvoltate înainte de cercetările lui Fermin, dar niciunul nu a îndeplinit toate cele patru criterii. Fermin poate bifa cel puțin trei. Jucându-se cu forma elementului de memorie, el a reușit să creeze două stări în magnet. Pentru a se asigura că este nevoie de puțină energie pentru a citi starea elementului, a stivuit un supraconductor pe un magnet.
O canelură în partea supraconductoare a elipsei asigură că curentul este condus prin magnet. Ca rezultat, un curent supraconductor poate determina starea magnetului. Cu alte cuvinte, un curent care nu consumă energie citește elementul de memorie.
Singurul criteriu care rămâne este scalabilitatea. Fermin spune: „Elipsa pe care am făcut-o are o lungime de 1.500 de nonmetri. Adică mai puțin de o zecime din grosimea unui păr uman. Cu toate acestea, este relativ mare dacă o compari cu tranzistorul (comutator electronic care poate permite sau împiedica trecerea electricității). , ed.) într-un telefon, de exemplu. Este de aproximativ o mie de ori mai mic. Ne putem face elementul mai mic, dar sunt necesare mai multe cercetări pentru a vedea dacă funcționează într-adevăr în practică, astfel încât să putem continua să urmărim YouTube fără să simțim vinovat.”
Studiul este publicat în revista Physical Review Research.
Comentarii:
Adauga Comentariu