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유럽 다수의 연구진들로 구성된 공동 연구팀이 에너지 소모가 거의 없는 초고속 데이터 처리속도를 구현하는 딜레마를 해결하였다고 주장하여 관련 신기술 개발현황을 살펴보고자 한다. 상기 연구는 Lancaster University, Regensburg University, Radboud University 그리고 Russian Academy of Sciences의 과학자들로 구성된 연구팀으로 알려지고 있으며, 이들 연구진이 개발한 기술을 적용할 경우 전기 대신에 마그네틱과 빛 펄스만을 사용해 데이터를 저장하여 에너지 효율이 매우 높음을 주장하고 있다. [출처: https://www.nature.com/articles/s41586-019-1174-7 ] 이는 기존의 마그네틱 기반의 하드드라이브가 0 또는 1의 2진형식으로 데이터를 인코딩하기 위해 스핀이라 불리우는 작은 용량의 자석을 사용하는데 읽기와 쓰기 프로세스 과정 중 다량의 에너지를 방출하게되고 이때 생성된 에너지를 냉각시키기 위해 많은 양의 전기가 필요하기에 대용량의 데이터센터나 고성능 컴퓨터시스템의 경우는 시스템 비용이 추가로 발생하는데 한몫을 해왔다 볼 수 있다. 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 연구진들은 극초단파의 빛을 초당 1조 단위로 사용하고 마그네틱 위에 특수제작한 안테나를 접목시키는데 연구방향을 잡고, 해당 안테나를 통해 빛의 전기장을 개선시키는 연구를 진행해왔다고 한다. 또한 연구 과정에서 연구팀은 전기장과 스핀들 간의 커플링을 달성하기 위한 효율적인 상호작용 방안을 이용하여 연구진들이 1조분의 1초 내에 새로운 방향으로 자석의 자성화를 탐색할 수 있는 길도 열어주게 되었다고 한다. 또한 선임연구원인 Mikhaylovskiy박사에 의하면, 자석의 온도가 각 스핀에 대해 단일 광자에너지를 필요로하는 전체 공정에서 안정적으로 동작하고 있음도 관찰할 수 있게 되어 무시할만한 수준의 에너지 손실을 통해 확장이 가능한 기술로도 평가받고 있다고 한다. 이러한 가능성 뒤에는 최대 에너지 효율성과 속도를 동시에 갖춘 실용적인 자기메모리를 가능케해주는 안테나 구조의 우수한 공간적 정의가 잘 활용된 사례라 볼 수 있으며, 향후 마그네틱 기록의 에너지와 속도 제한을 결정짓기 위한 추가 실험을 계획하고 있는 것으로 나타났다. 상기 예정된 실험은 전자식 스위칭을 위한 강력한 펄스를 생성할 수 있도록 Cockroft Institute社의 가속기와 Lancaster University의 초고속 레이저를 활용해 진행될 것으로 예상되고 있어 보다 실증적이고 구체적인 실험결과가 공유될 수 있을 것으로 예상되는 시점이다. |
