การหมุนที่ยอดเยี่ยมของซูเปอร์คอมพิวเตอร์

การประชุมสุดยอด เป็นชื่อที่เหมาะสมสำหรับคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก  พฤติกรรมขนาด 200 เพตาฟลอปที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติโอ๊คริดจ์ในรัฐเทนเนสซี สามารถคำนวณได้ 200 × 10 15ต่อวินาที มันใหญ่จนเมนเฟรมใต้ดินต้องใช้ห้องที่มีขนาดเท่ากับสนามบาสเก็ตบอลสองสนาม มันก็ไม่ถูกเช่นกัน มีค่าใช้จ่าย 200 ล้านเหรียญที่น่าจับตามอง ซัมมิท เปิดตัวเมื่อปีที่แล้วทุบแชมป์เก่าอย่าง ของจีน 

ออกจากจุดสูงสุด

ด้านซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ขณะที่สหรัฐฯ และจีนต่อสู้เพื่อแย่งชิงอำนาจซึ่งกันและกันและสร้างผู้ทำลายล้างตัวเลขที่น่าเกรงขามที่สุดในโลกการประชุมสุดยอดจะใช้สำหรับการคำนวณ “ข้อมูลขนาดใหญ่” มากมาย เช่น จีโนมขั้นสูงและการสร้างแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ นอกจากนี้ยังเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์

เครื่องแรกที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะสำหรับแอปพลิเคชันปัญญาประดิษฐ์ (AI) รวมถึงการพัฒนาการรักษาโรคมะเร็ง การออกแบบวัสดุขั้นสูง และการทำความเข้าใจโรคต่างๆ เช่น อัลไซเมอร์ แต่ผลประโยชน์เหล่านั้นแลกมาด้วยราคา นั่นคือการที่ซัมมิทต้องการพลังมากพอๆ กับเมืองเล็กๆ และเช่นเดียวกับ

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทั่วไป พลังงานส่วนใหญ่สูญเสียไปในรูปของความร้อนนั่นเป็นปัญหาของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ แม้จะใช้เทคโนโลยีการระบายความร้อนล่าสุดซึ่งใช้น้ำเพื่อขจัดความร้อนทิ้ง ก็ยังเป็นเรื่องยากสำหรับวิศวกรที่จะรักษาโปรเซสเซอร์ให้อยู่ในอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสม เป็นการยาก

ที่จะบอกว่าพวกมันสร้างความร้อนได้มากแค่ไหน แต่ต้องการน้ำมากกว่า 17,000 ลิตรต่อนาทีเพื่อให้มันทำงานอย่างปลอดภัย และด้วยแผนสำหรับเครื่อง 1,000 เพตาฟล็อปที่เร็วยิ่งขึ้นบนการ์ด การค้นหาวิธีใหม่ในการหยุดอุปกรณ์ดังกล่าวที่กินพลังงานมากเกินไปจึงเริ่มต้นขึ้น

ในการปั่น ทางออกหนึ่งอาจอยู่ในสาขาใหม่ของ “สปินโทรนิกส์ตัวนำยิ่งยวด” ซึ่งรวมเอาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีตัวนำยิ่งยวดเข้ากับสปินโทรนิกส์ที่ อุณหภูมิห้อง ส่วนแรกของสหภาพนี้  อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ตัวนำยิ่งยวด  ใช้วัสดุเช่นไนโอเบียมซึ่งกระแสไหลโดยไม่มีการต้านทาน 

จึงไม่สูญเสีย

ความร้อน การสูญเสียพลังงานโดยรวมหรือ “การกระจาย” จากซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นจากวัสดุดังกล่าวทั้งหมดจะลดลงมาก น่าเสียดายที่เรายังไม่ทราบวิธีสร้างส่วนประกอบของวงจรตัวนำยิ่งยวดให้มีขนาดเล็กเท่ากับที่พบในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป ซึ่งมีขนาดประมาณสิบนาโนเมตร

ครึ่งหลังของการเป็นหุ้นส่วน  อุณหภูมิห้อง  ใช้ประโยชน์จากการหมุนเช่นเดียวกับประจุของอิเล็กตรอนเพื่อจัดเก็บและประมวลผลข้อมูล สปิน หรือโมเมนตัมเชิงมุมภายใน  ของอิเล็กตรอนสามารถชี้ขึ้น ( ↑ ) หรือลง ( ↓ ) ซึ่งเป็นวิธีในการจัดเก็บ ประมวลผล และจัดการข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพเป็น 0 และ 1 

วินาที วิธีหนึ่งที่เราสามารถทำได้คือการใช้แม่เหล็กหนาสองสามชั้นของอะตอม ซึ่งทำจากโคบอลต์ นิกเกิล หรือเหล็ก กระแสที่เกิดจากสปินช่วยให้เราทำสิ่งที่น่าสนใจได้ เช่น สลับการดึงดูดโดยใช้กระแสสปินโพลาไรซ์ ซึ่งสปินทั้งหมดจะชี้ไปในทิศทางเดียวกัน ส่วนประกอบไม่ใช่เรื่องแต่ง สิ่งเหล่านี้มีอยู่แล้ว

ในฮาร์ดไดรฟ์ของคอมพิวเตอร์ในฐานะเซ็นเซอร์สนามแม่เหล็กที่ประกอบด้วยทองแดงประกบระหว่างชั้นเฟอร์โรแมกเนติกบางเฉียบสองชั้น โดยชั้นหนึ่งจะหมุนโพลาไรซ์ของอิเล็กตรอนที่ฉีดเข้าไปในนั้น และอีกชั้นหนึ่งเพื่อวิเคราะห์ทิศทางของพวกมัน ขึ้นอยู่กับทิศทางของสนามแม่เหล็กภายนอก 

โมเมนต์แม่เหล็กของทั้งสองชั้นจะชี้ไปในทิศทางเดียวกัน (สถานะการกระเจิงของสปินต่ำ ความต้านทานต่ำ) หรือในทิศทางตรงกันข้าม (สถานะการกระเจิงของสปินสูง ความต้านทานสูง ). รู้จักกันในนามของสนามแม่เหล็ก ยักษ์(GMR) การค้นพบผลกระทบนี้ทำให้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2550

เซ็นเซอร์ 

นั้นยอดเยี่ยมในการอ่านข้อมูลโดยการตรวจจับทิศทางของสนามแม่เหล็กของบิตแม่เหล็กขนาดเล็กที่เข้ารหัสข้อมูลในฮาร์ดไดรฟ์ของคุณ แต่ในการสร้างกระแสโพลาไรซ์แบบหมุนที่พวกเขาต้องการนั้นเกี่ยวข้องกับการส่งกระแสไฟฟ้ากระจายผ่านชั้นแม่เหล็กบางเฉียบเหล่านี้ 

ซึ่งนำไปสู่การกระจายความร้อน สำหรับการใช้งานอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน เช่น การสลับแม่เหล็กโดยใช้กระแสโพลาไรซ์แบบหมุน การกระจายความร้อนนี้มีมากกว่านั้นมาก และนี่คือจุดที่สปินโทรนิกส์ตัวนำยิ่งยวดเป็นผู้ชนะ ด้วยการรวมเอาตัวนำยิ่งยวด (ไม่สูญเสียความร้อน) เข้ากับอุปกรณ์  

(มีฟังก์ชันมากมาย) คุณจะได้รับสิ่งที่ดีที่สุดจากทั้งสองโลกด้วยการรวมเอาตัวนำยิ่งยวด(ไม่สูญเสียความร้อน) เข้ากับอุปกรณ์ (มีฟังก์ชันมากมาย) คุณจะได้รับสิ่งที่ดีที่สุดจากทั้งสองโลกทางออกที่แปลกใหม่อย่างไรก็ตาม เพื่อให้สปินโทรนิกส์ตัวนำยิ่งยวดทำงานได้ คุณไม่สามารถใช้คู่คูเปอร์แบบเดิมได้ 

ซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในความสามารถที่น่าทึ่งของอิเล็กตรอนในการไหลของอิเล็กตรอนโดยไม่สูญเสียพลังงานใดๆ ประกอบด้วยอิเล็กตรอนสองตัวที่มีสปินชี้ไปในทิศทางตรงกันข้าม ( ↑↓หรือ↓↑ ) สปินโดยรวมของพวกมันเป็นศูนย์ ทำให้ไม่มีประโยชน์สำหรับสปินโทรนิกส์ อย่างไรก็ตาม ในปี 2544

นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีสามคน ได้แก่ จากมหาวิทยาลัย ประเทศเยอรมนี ได้ทำนายการมีอยู่ของคู่ Cooper ที่มีขั้วแบบสปินโพลาไรซ์ “แปลกใหม่” ซึ่งทั้งคู่หมุนไปในทิศทางเดียวกัน ( ↑ ↑หรือ↓↓). ตราบใดที่คู่เหล่านี้สามารถอยู่รอดได้ภายในเฟอร์โรแมกเน็ต มันควรจะเป็นไปได้ที่จะใช้ประโยชน์จากทั้งสปิน

และตัวนำยิ่งยวดของพวกมัน คู่คูเปอร์แบบสปินโพลาไรซ์นำเสนอโอกาสของอุปกรณ์ประมวลผลข้อมูลที่มีขนาดเล็ก แทบไม่สูญเสียพลังงานและมีฟังก์ชันที่น่าสนใจอย่างไรก็ตาม นักฟิสิกส์ต้องใช้เวลาเกือบทศวรรษในการพิสูจน์การมีอยู่ของคู่คูเปอร์เหล่านี้อย่างมั่นคง ความก้าวหน้าดังกล่าว

Credit : เว็บสล็อตแท้ / สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์