جهان صنعت نیوز، پژوهشگران به دنبال جایگزینی برای الکترون‌ها در پردازنده‌های کامپیوتری هستند تا مصرف انرژی و تولید گرما را کاهش دهند. فناوری مگنون‌ها، که از امواج مغناطیسی به جای جریان الکتریکی برای پردازش اطلاعات استفاده می‌کند، یکی از گزینه‌های پیشرو در این زمینه است. دکتر آندری چومک از دانشگاه وین، یک پردازنده اولیه مبتنی بر مگنون‌ها را توسعه داده که با استفاده از امواج اسپینی اطلاعات را پردازش می‌کند.
کامپیوترها و پردازنده‌های امروزی به دلیل مصرف بالای انرژی و تولید گرمای زیاد، با محدودیت‌هایی مواجه‌اند. این مسئله باعث شده که محققان به دنبال فناوری‌های جدیدی باشند که عملکرد رایانه‌ها را بهبود بخشد و هم‌زمان مصرف انرژی را کاهش دهد.
یکی از فناوری‌های نوظهور در این زمینه، مگنون‌ها هستند. برخلاف الکترون‌ها که در مدارهای الکترونیکی حرکت می‌کنند، مگنون‌ها اطلاعات را از طریق امواج اسپینی در مواد مغناطیسی منتقل می‌کنند. این فناوری چندین مزیت دارد:
کاهش مصرف انرژی: مگنون‌ها بدون نیاز به جریان الکتریکی مستقیم، اطلاعات را پردازش می‌کنند.
کاهش تولید گرما: انتقال اطلاعات از طریق امواج مغناطیسی باعث کاهش دمای سیستم می‌شود.
کاهش تعداد قطعات پردازشی: با استفاده از مگنون‌ها، برخی از مدارهای پیچیده می‌توانند حذف یا ساده‌سازی شوند.
دکتر آندری چومک و تیم تحقیقاتی‌اش در دانشگاه وین، اولین نمونه اولیه از پردازنده‌ای مبتنی بر مگنون‌ها را توسعه داده‌اند. این پردازنده می‌تواند نقش فیلتر فرکانسی یا دمولتی‌پلکسر (تقسیم‌کننده داده‌ها) را ایفا کند. چنین قابلیت‌هایی در فناوری‌های ارتباطی مانند شبکه‌های 5G و 6G اهمیت بالایی دارند، زیرا امکان کنترل دقیق سیگنال‌ها را فراهم می‌آورند.
طراحی مدارهای مگنونی فرآیند پیچیده‌ای است، اما محققان از هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی این مدارها استفاده کرده‌اند. این روش، امکان شبیه‌سازی و طراحی سریع‌تر را فراهم کرده و مدل‌های بهینه‌تری را پیشنهاد می‌دهد.
هرچند فناوری مگنون‌ها نویدبخش است، اما هنوز در مراحل اولیه قرار دارد. برخی چالش‌های مهم عبارت‌اند از:
نیاز به کاهش اندازه پردازنده‌های مگنونی به کمتر از ۱۰۰ نانومتر
دقت بالا در طراحی و ساخت برای کاهش نویز و تداخل امواج مغناطیسی
تست‌های عملیاتی برای بررسی پایداری عملکرد در شرایط مختلف
مگنون‌ها می‌توانند در حوزه‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرند، از جمله:
سیستم‌های مخابراتی: بهینه‌سازی انتقال داده‌ها و کاهش مصرف انرژی شبکه‌های بی‌سیم
هوش مصنوعی و یادگیری ماشین: پردازش سریع‌تر داده‌ها و کاهش تولید گرما
امنیت سایبری و ارتباطات ماشین‌به‌ماشین: استفاده از پردازش مغناطیسی برای ارتباطات ایمن‌تر
با توجه به مشکلات رایانه‌های امروزی در مصرف انرژی و تولید گرما، مگنون‌ها می‌توانند راهکاری نوین برای آینده فناوری پردازش اطلاعات باشند. اگر محققان بتوانند چالش‌های فنی این فناوری را حل کنند، ممکن است در آینده‌ای نزدیک شاهد پردازنده‌هایی باشیم که بدون نیاز به الکترون‌ها، اطلاعات را از طریق امواج مغناطیسی پردازش کنند.
∎