Para peneliti telah menemukan sebuah metode baru dalam mengendalikan sirkuit magnetik, menggunakan saklar hemat energi yang tidak memerlukan arus listrik.
Perangkat keras yang terdapat pada komputer seperti hard disk, sekarang bisa menggunakan mekanisme nanomagnetik untuk menyimpan dan memanipulasi informasi, yang tidak memerlukan energi untuk mempertahankan status magnetiknya. Tidak seperti transistor silikon yang memiliki keterbatasan efisiensi mendasar, cara ini hanya memerlukan energi saat membaca dan menulis informasi.
Salah satu metode dalam pengendalian penggunaan magnet menggunakan arus listrik yang menimbulkan putaran untuk menulis informasi, tetapi ini biasanya melibatkan aliran muatan. Karena menghasilkan panas dan kehilangan energi, kerugiannya bisa sangat besar, terutama dalam kasus server-server besar atau dalam aplikasi seperti kecerdasan buatan, yang membutuhkan sejumlah besar memori. Putaran, bagaimanapun dapat dihasilkan tanpa muatan dengan menggunakan isolator topologi – sejenis bahan unik yang interiornya terisolasi tetapi dapat mendukung aliran elektron pada permukaannya.
Dalam makalah Physical Review Applied yang telah diterbitkan , para peneliti dari New York University memperkenalkan sebuah saklar putaran topologi yang dikendalikan oleh tegangan (vTOPSS) yang hanya membutuhkan medan listrik – bukan arus, untuk beralih di antara dua keadaan logika Boolean, sehingga sangat mengurangi panas yang dihasilkan dan pemakaian energi.
Tim ini terdiri dari Shaloo Rakheja, asisten profesor teknik elektro dan komputer di NYU Tandon School of Engineering, dan Andrew D. Kent , seorang profesor fisika NYU dan direktur Pusat Fenomena Kuantum Universitas, bersama Michael E. Flatté , seorang profesor di Universitas Iowa.
Rakheja menggunakan analogi sederhana untuk menjelaskan dampak peralihan antara dua keadaan secara lebih efektif. “Bayangkan jika Anda sedang menyiapkan resep dan harus pergi ke ruangan yang berbeda kapan pun Anda membutuhkan bahan sebelum kembali ke dapur untuk menambahkannya,” katanya. “Ini sama tidak efisiennya ketika bagian-bagian dari perangkat keras komputasi diperlukan untuk melakukan perhitungan dan bagian-bagian lain yang diperlukan untuk menyimpannya tidak terintegrasi dengan baik.”
Sementara perangkat heterostruktur seperti yang dimiliki tim terdiri dari isolator magnetik dan isolator topologi, masih sedikit lebih lambat dari transistor silikon, vTOPSS meningkatkan fungsionalitas dan kemungkinan desain rangkaian, karena memiliki logika terintegrasi dan memori non-volatile. “Ini pada akhirnya adalah masalah pengalaman pengguna dan fitur yang ditambahkan,” kata Rakheja.
Karena vTOPPS akan mengurangi ketergantungan pada memori cloud, vTOPPS juga memiliki potensi untuk membuat komputasi lebih aman, karena peretas akan mengalami kesulitan yang lebih besar untuk mendapatkan akses menuju sistem perangkat keras. Langkah selanjutnya akan mencakup optimasi lebih lanjut pada bahan dan tingkat desain untuk meningkatkan kecepatan saklar, serta mengembangkan prototipenya.
