انتقال سریع داده‌ها با امواج صدا

محققان دانشگاه لیدز و دانشگاه شفیلد بریتانیا، با استفاده از امواج صوتی سطح به عنوان نیروی محرکه، راهی را برای انتقال داده‌ها از طریق نانوسیمهای مغناطیسی ایجاد کردند.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، این محققان ادعا می‌کنند که استفاده از امواج صوتی برای انتقال داده‌ها، در عین حال که مصرف برق را کاهش می‌دهد، به طور قابل توجهی باعث افزایش سرعت پردازش رایانه نیز می‌شود.

حافظه مسیر مسابقه که توسط شرکت آی‌بی‌ام طراحی و توسعه یافته است، از انتقال بین گشتاورهای مغناطیسی مختلف (جهت‌ها) در دیواره‌های دامنه استفاده می‌کند تا هر یک از نواحی مغناطیسی موجود در نانوسیمهای تشکیل‌دهنده حافظه را از هم جدا کند.

از آن جا که هر انتقالی که بین این نواحی صورت می‌گیرد، منجر به جابجایی زاویه‌ای (تغییر گشتاور مغناطیسی) 90 یا 180 درجه می‌شود، حافظه مسیر مسابقه عدد یک یا صفر را به هر یک از این تغییرات اختصاص می‌دهد تا داده‌های دوتایی را در امتداد طول سیم نمایش دهد.

معمولا برای انتقال بیت‌های داده‌ از میان سیمهای مغناطیسی کوچک که 20 برابر کوچکتر از یک تار موی انسان است، از میدان‌های مغناطیسی قوی و جریان‌های الکتریکی القا شده برای غلبه بر اینرسی مغناطیسی که در دیواره‌های دامنه با آن مواجه می‌شوند، استفاده می‌شود. با این حال، این روش‌های انتقال تا حدودی از لحاظ تولید حرارت و مصرف نیرو، نسبت به سرعت‌های افزایش یافته داده‌های موجود ناکارآمد هستند.

دکتر تام هیوارد از دانشگاه شفیلد و پروفسور جان کانینگهام از دانشگاه لیدز، برای غلبه بر این ناکارآمدی‌های قدرت، با عبور دادن دو موج سطحی ضد صدا در سراسر زیرلایه پیزوالکتریک که در آن نانوسیم‌ها ثابت هستند‌، به تحریک دیوارهای دامنه مغناطیسی پرداختند.

محققان دو موج صوتی سطحی خلاف جهت را در سراسر سطح حافظه مسیر مسابقه در جهت‌های مخالف ارسال کردند. در جاییکه امواج صدا با یکدیگر تلاقی پیدا کردند، یک موج صوتی ایستاده تشکیل شد که از آن برای جدا کردن و دستکاری صفهایی برای انتقال کارآمد‌تر انرژی در سراسر دیوارهای دامنه مغناطیسی،استفاده شد.

این به این دلیل است که در موقعیت حداکثر جابجایی امواج ایستای امواج استرس/ فشار، دیواره‌های دامنه به این نقاط جذب و وصل می‌شوند و سپس داده در امتداد سیم‌ها به سمت موقعیتی که در آن شیب استرس به حداقل می رسد، به حرکت درمی‌آید. به این طریق، دیواره‌های متعدد دامنه می‌توانند به صورت همزمان در سرعتهای بالا با تغییر فرکانس امواج صوتی سطح تکثیر شوند.

به گفته دکتر هیوارد، مزیت کلیدی امواج صوتی سطحی این نرم افزار، توانایی آن‌ها برای حرکت بدون زوال آن‌ها در مسیرهای چند سانتی‌متری است که در مقیاس نانو، فاصله بسیار بزرگی محسوب می‌شود.

وی افزود: به همین دلیل، ما بر این باوریم که یک موج صوتی انفرادی می‌تواند تعداد زیادی از نانوسیم‌ها را به طور همزمان به حرکت درآورده و ما را قادر ‌سازد تا بسیاری از داده‌ها را با استفاده از قدرت بسیار کم انتقال دهیم. در حال حاضر هدف ما، ایجاد دستگاه‌های پیش‌ساخت بوده تا بتوان این مفهوم را به طور کامل در آن آزمایش کرد.

نتایج حاصل از این پژوهش اخیرا در مجله Applied Physics Letters منتشر شد.



منبع :