В четверг 26 февраля в 18:30 в 226.5 Лк состоится семинар ЦМН.
С докладом на тему "Спинтроника за пределами MRAM: от хранения данных к их обработке" выступят к.ф.-м.н. Скирдков Петр Николаевич, д.ф.-м.н. Звездин Константин Анатольевич
Аннотация:Спинтроника, использующая как спин, так и заряд электрона, была скрытым драйвером цифровой революции. Сначала она обеспечила экспоненциальное масштабирование жестких дисков (HDD) благодаря эффекту гигантского магнетосопротивления (GMR), а затем создала магнитный туннельный переход (MTJ) как базовый элемент энергонезависимой памяти MRAM с произвольным доступом. В докладе будет рассмотрена эволюция спинтроники от ее фундаментальных основ до ее новой роли в СВЧ приложениях и вычислительных парадигмах, выходящих за рамки архитектуры фон Неймана. Сначала будет проведен обзор ключевых явлений — GMR, туннельного магнетосопротивления (TMR), эффекта переноса спина (STT) и спин-орбитального вращающего момента (SOT), — которые лежат в основе функциональности MTJ как быстрой, масштабируемой и энергоэффективной ячейки памяти. Один из первых вариантов дальнейшего развития спинтроники – это переход к СВЧ спинтронике. В данном случае у системы появляется новая степень свободы – частота. В результате открывается возможность создания новых генераторов и выпрямителей переменного сигнала, которые могут эффективно контролироваться электрическим током. Более того, на их основе появляется возможность построения нейроморфных систем, основанных на коллективной динамике спин-трансферных наноосцилляторов (STNO).
Поскольку MRAM сейчас входит в стадию коммерческого производства, область готова к следующей трансформации: от хранения данных к их обработке. Фундаментальные физические преимущества спинтроники — коллективная динамика намагниченности, энергонезависимость и скорость на наносекундном уровне — делают ее главным кандидатом для преодоления современных вызовов в аппаратном обеспечении искусственного интеллекта (ИИ). Рассмотрены новые вычислительные парадигмы, реализуемые с помощью MTJ, включая аналоговые вычисления в памяти для ИИ, которые выполняют операции умножения и накопления (MAC) на физическом уровне. Также рассмотрены вероятностные вычисления со стохастическими MTJ (p-битами) в качестве масштабируемой, работающей при комнатной температуре платформы для задач оптимизации, которая соединяет классические вычисления с вычислениями, вдохновленными квантовыми. В заключение кратко рассматривается долгосрочная перспектива масштабирования спинтронных устройств в квантовый режим. В результате можно сделать вывод что спинтроника предлагает непрерывный и универсальный путь от хранения данных к логике, поставляя совместимые с КМОП-технологией решения для энергоограниченной эры ИИ и последующих задач.
