Merkittävä osa tämän päivän tietokoneiden energiankululuksesta menee hukkalämmöksi. On arvioitu, että pian tietokoneet voisivat aiheuttaa jopa puolet maailman energiankulutuksesta.
Tämän päivän tietokoneet toimivat sähkövarausten avulla. Aalto-yliopiston tutkijat yrittävät ratkaista hukkalömpöongelmaa rakentamalla prototyypin laitteesta, joka kuljettaisi tietoa valolla ohjatuilla spinaalloilla. Uusi laskentamenetelmä kuluttaisi merkittävästi vähemmän energiaa. Tulevaisuuden tekijät -ohjelma rahoittaa hanketta 1 000 000 eurolla.
“Rakennamme prototyypin uudesta laitteesta, joka tuottaa paljon aiempaa vähemmän hukkalämpöä laskennassa ja myös mahdollisesti pystyy nykyistä paljon nopeampaan laskentaan”, sanoo Aalto-yliopiston professori Sebastiaan van Dijken.
Tutkijoiden suunnittelema laskentamenetelmä käyttäisi tiedon kuljettamiseen spinaaltoja, jotka ovat magneettisissa materiaaleissa ilmenevä aaltomainen ilmiö. Vaikka spinaaltoja tutkitaan paljon, niillä on vielä hyvin vähän kaupallisia sovelluksia, eikä niitä hyödynnetä tietokoneissa.
“Koska tähän ei kuuluisi lainkaan sähkön kuljettamista, pääsisimme eroon siihen liittyvästä hukkalämmöstä ja energiatehokkuus lisääntyisi merkittävästi”, sanoo van Dijken.
Tutkijat aikovat saada laitteen toimimaan nanomittakaavassa. Prototyypissä spinaaltoja ohjattaisiin voimakkaiden valokenttien avulla. Aalto-yliopiston professorin Päivi Törmän mukaan kukaan ei ole aiemmin ohjannut spinaaltoja valolla samalla tavalla.
Kolmivuotisessa projektissa kehitettävä laite hyödyntää massatuotantoon soveltuvaa teknologiaa, ja tutkijat etsivät alan yhteistyökumppaneita. “On äärimmäisen tärkeää, että suomalainen teollisuus näkee varhain, millaisia teknologioita tulevaisuudessa voi olla odotettavissa”, sanoo Törmä.