Спинтронная память на лазерах переключается в 1000 раз быстрее DRAM

Исследователи Токийского университета продемонстрировали принципиально новый подход к энергоэффективной памяти. Устройство на основе антиферромагнитного материала Mn₃Sn способно переключать магнитное состояние за 40 пикосекунд — в тысячу раз быстрее, чем DRAM. При этом оно практически не генерирует тепло и сохраняет данные после отключения питания.

Ключевая особенность разработки — использование спинтроники вместо традиционного электрического заряда. Информация хранится в магнитных состояниях материала, а переключение происходит под воздействием ультракоротких электрических импульсов. Исследователи также показали, что можно использовать оптические сигналы от телекоммуникационного лазера, напрямую преобразуя их в электрические импульсы для записи данных.

Проблема современной памяти в том, что любое переключение состояния требует энергии, которая превращается в тепло. В эпоху AI это становится критичным: GPU-кластеры из сотен тысяч ускорителей потребляют огромную мощность не столько на вычисления, сколько на перемещение данных между кешем, памятью и хранилищем. DRAM постоянно требует обновления (тысячи раз в секунду), Flash медленнее, SRAM занимает слишком много места на кристалле.

Спинтронная память потенциально может объединить скорость SRAM, плотность DRAM, надёжность Flash и низкое энергопотребление. Предыдущие попытки создать пикосекундное переключение часто требовали нагрева материала на сотни Кельвинов, что усугубляло тепловую проблему. Новый подход избегает этого, используя магнитные свойства материала.