Новое открытие позволит резко повысить энергоэффективность серверов и СХД

Новое в СХД

Объемы данных, которые генерирует наше общество, постоянно увеличиваются. Проблема состоит в том, что их хранение требует огромного количества энергии, и эта величина быстро растет. Если предположить, что объемы данных будут увеличиваться хотя бы нынешними темпами, то глобальное энергопотребление серверов и СХД в ближайшие 10 лет возрастет в несколько раз. Решение нашла группа ученых из Университета Йоханнеса Гуттенберга в Майнце (JGU), которые сумели разработать подход, потенциально позволяющий вдвое сократить энергию, необходимую для записи данных.


Эффект платины

Прогнозируется, что к 2030 году потребление энергии в ИТ-секторе составит десять петаватт-часов, или десять триллионов киловатт-часов. Это будет эквивалентно примерно половине объема электроэнергии, произведенной во всем мире.

«Данные — главный ресурс любой современной компании, а их хранение — одна из важнейших частей бизнеса. Даже по самым скромным прогнозам объем хранимой информации будет стремительно увеличиваться год от года, что делает приоритетным вопрос снижения затрат, как энергетических, так и денежных. — говорит Татьяна Бочарникова, глава представительства NetApp в России и странах СНГ. — Новые технологии энергоэффективности помогут сэкономить в обеих этих областях. NetApp также помогает своим заказчикам решить этот вопрос с помощью решений для хранения данных, использующих компактные энергоэффективные носители».

Но что можно сделать, чтобы уменьшить количество энергии, необходимое для работы серверов и СХД? Ответ на этот вопрос могут дать результаты нового исследования группы ученых из Университета Йоханнеса Гуттенберга в Майнце (JGU), которые сумели разработать подход, потенциально позволяющий вдвое сократить энергию, необходимую для записи данных на магнитные носители, и упростить создание сложных серверных архитектур.

Открытие позволяет не только снизить энергопотребление, но и делает возможным создание многослойных архитектур для хранения данных

Суть открытия состоит в том, что, если речь идет о нынешних накопителях, данные обычно хранятся, благодаря эффекту намагничивания. Для их записи или удаления электрические токи пропускаются через ферромагнитные многослойные структуры, где протекающие электроны генерируют эффективное магнитное поле, под действием которого, намагниченность в слое хранения меняет вектор. Однако в данном случае, каждый электрон может быть использован только один раз. Важный шаг вперед в области энергосберегающего хранения данных заключается в создании ферромагнитного слоя, который включает в себя тяжелый либо благородный металл (например, платина). Когда ток течет через него, электроны переключаются в обоих направлениях между тяжелым металлом и ферромагнитным слоем.

Удвоение энергоэффективности хранения

Команда исследователей из Университета Йоханнеса Гуттенберга в Майнце (JGU), работающая в сотрудничестве с коллегами из Юлихского исследовательского центра (Forschungszentrum Jülich), в настоящее время нашла способ удвоить эффективность процесса хранения данных. По словам ученых, вместо использования простого кремния в качестве подложки, как это принято в обычной практике, был применен пьезоэлектрический кристалл, с прикрепленным к нему слоем тяжелых металлов и ферромагнетиков. Если затем к пьезоэлектрическому кристаллу прикладывается электрическое поле, оно создает механическую деформацию в кристалле, что в свою очередь, повышает эффективность магнитного переключения слоя хранения. Уровень повышения эффективности определяется системой и напряженностью электрического поля. Данный эффект открывает путь не только к значительному снижению энергопотребления накопителей, но и делает возможным создание многослойных архитектур для хранения данных.