MRAM-память станет элементом логических устройств

В большинстве современных компьютеров биты информации хранятся в одном месте, а обработка происходит в другом. Немецкие физики предложили совместить эти два процесса. Для этого они предложили новый подход, основанный на использовании магниторезистивных элементов памяти.

Напомним, что первые магниторезистивные элементы оперативной памяти (MRAM) были представлены компанией Motorola в 2001 г. MRAM-память сочетает в себе все достоинства используемых сегодня типов памяти: она обладает высокой скоростью работы, характерной для статической (SRAM) и невысокой стоимостью динамической (DRAM) памяти, а также энергонезависимостью флэш-памяти. Немецкие физики Андреас Ней (Andreas Ney) и его коллеги из института твердотельной электроники им. Пауля Друде опубликовали во вчерашнем номере журнала Nature статью, где предложили использовать так называемые "программируемые логические элементы" на основе MRAM-памяти. Вычислительное устройство состоит из логических элементов "и", "или", "и-не" и "или-не". При этом физически устройство содержит лишь один элемент, у которого есть два независимых входа и возможны четыре начальные состояния. Элемент MRAM-памяти состоит из двух магнитных слоев, разделенных промежутком. Если магнитные моменты двух слоев параллельны, электрическое сопротивление всего элемента небольшое, это отвечает состоянию "1", если антипараллельны - сопротивление велико, это соответствует состоянию "0". Направление магнитных моментов можно менять на противоположное, пропуская электрический ток по каждой из линий. Независимость входов для каждого из магнитных слоев дает возможность иметь четыре начальных состояния - "00", "01", "10" и "11", гдe "00" отвечает состоянию с отрицательной величиной тока через оба магнитных слоя, "01" - отрицательный ток через слой А и положительный через слой В и т.д. Это позволяет проводить логические операции "и" и "или". Можно добавить еще один вход по току, тогда появится возможность произведения логических операций "и-не" и "или-не".

Ученые считают, что это всего лишь концепция, но она основана на известных устройствах, и поэтому можно ожидать появления готовых практических решений в скором будущем.

Источник: по материалам Nature и PhysicsWeb.