Mémoire de course
Des mémoires magnétiques 100 000 fois plus rapide que les disques durs. Ces « Racetrack » ultra performantes inventées par IBM pourraient bientôt équiper nos ordinateurs.
Une mémoire de grande capacité, offrant lecture et écriture ultra rapide, sans risque de perte de données dues à des chocs mécaniques et tout ceci en consommant un minimum d’énergie. Voici le cocktail que nous propose Mathias Kläui, du Laboratoire de nanomagnétisme et de la dynamique de spin à l’EPFL et SwissFEL au Paul Scherrer Institut.
Agacé par le démarrage particulièrement lent de son ordinateur Mathias Kläui se met à réfléchir à une mémoire informatique beaucoup plus efficace que les systèmes actuels. En effet, lorsqu’un ordinateur s’allume, il commence par transférer l’information stockée sur le disque dur vers la mémoire RAM. Or les disques durs, s’ils ont d’énormes capacités de stockage pour un coût réduit, sont particulièrement lents. Résultat, 2 à 3 minutes sont perdues à chaque démarrage. Le coût en temps de travail et en énergie à l’échelle mondiale s’élève à plusieurs centaines de millions de dollars par jour !
Cette idée reprend le concept de nos vieilles cassettes vidéo VHS : une bande magnétique sur laquelle sont enregistrées les données. Il modernise cependant le système en utilisant un nanofil en fer et nickel, un million de fois plus petit qu’une bande classique, pour stocker les bits d’information. Contrairement à la bande magnétique, rien ne se déplace physiquement, ni le fil, ni la tête de lecture. L’idée est simplement de pousser l’information stockée dans le fil à l’aide d’un courant polarisé en spin. La Racetrack est tellement performante que les bits avancent à plusieurs centaines de mètres par seconde. C’est comme si l’intégralité d’une cassette VHS était lue en moins d’une seconde. Lorsqu’il s’agira de réaliser un prototype, des millions, voire des milliards de ces nanofils en forme de U pourront être figée dans une matrice de résine afin d’obtenir un maximum de capacité et de solidité. Une sorte de disque dur ultrarapide et antichoc !
Tout l’art consiste à bien marquer la séparation d’un bit à l’autre afin de lire l’information de manière parfaitement fiable. Une paroi magnétique est créée à l’aide d’un vortex entre les bits pour assurer cette démarcation. Dans un article publié récemment par le groupe de Mathias Kläui dans Physical Review Letters, l’expérience de ce vortex montre que les vitesses de lecture pourraient être supérieures à ce qui était prévu. Au final, cela rendrait cette mémoire très compétitive. Par ailleurs, des scientifiques du centre de recherche IBM (où le racetrack a été initialement développé) à Zürich soulignent l’importance de cette technologie dans un viewpoint de l'American Physics Society. L’objectif serait d’implanter ces mémoires dans les ordinateurs d’ici cinq à sept ans.
Les avantages de la mémoire Racetrack sont multiples. L’accès à l’information est 100 000 fois plus rapide qu’un disque dur traditionnel, permettant entre autre un allumage instantané des ordinateurs. La mémoire RAM pourrait jouer ce rôle mais elle nécessite d’être alimentée tous les millionièmes de seconde, qu’elle soit utilisée ou pas! Un ordinateur en attente de commandes consomme donc jusqu’à 300mW pour maintenir l’information dans la RAM. En utilisant la mémoire Racetrack, on diminue cette consommation inutile d’un facteur 300 environ, soit seulement quelques mW au repos ! L’enjeu est de taille lorsque l’on sait que l’informatique et l’électronique consomment aujourd’hui 6% de l’électricité mondiale et devrait passer à 15% en 2025.
Pour en savoir plus :
Mathias Kläui, EPFL, Laboratoire de nanomagnétisme et de la dynamique de spin et SwissFEL, PSI. Tel : +41 21 693 53 76. E-mail : [email protected] website : www.magnetism.ch