陈根：大数据存储未来，节能技术开发成为刚需

文/陈根

数据量的增长，让人类文明步入大数据时代。大数据，顾名思义，大量的数据。从数据的体量来看，传统的个人电脑，处理的数据，是GB/TB级别的数据。而大数据则处理的是PB/EB/ZB级别的数据体量。其中，1 PB = 1024 TB (PB - petabyte) ；1 EB = 1024 PB (EB - exabyte) ；1 ZB = 1024 EB (ZB - zettabyte)。

如果说一块1TB的硬盘可以存储大约20万张的照片或20万首MP3音乐，那么1PB的大数据，则需要大约2个机柜的存储设备，储存约为2亿张照片或2亿首MP3音乐。1EB，则需要大约2000个机柜的存储设备。

当前，全球数据量仍在飞速增长的阶段。根据国际机构 Statista的统计和预测，2020年全球数据产生量预计达到 47ZB，而到2035年，这一数字将达到2142ZB，全球数据量即将迎来更大规模的爆发。

在这样的背景下，如果现有的技术保持不变，那么等到2040年，所有目前全球的电力消耗都将用于数据存储。因此，节能技术开发成为必然。法国洛林大学和日本东北大学的研究人员近日报告了一项创新技术，该技术将可大幅降低数据存储的能量。

目前的技术采用的是一个超快激光脉冲，其持续时间短至30飞秒，相当于0.0000000000000003秒。激光脉冲应用于由铁磁性GdFeCo、非磁性Cu和铁磁性Co/Pt层组成的异质结构。

由于此前研究中，研究人员观察到了铁磁层被切换后铁磁层会发生了磁性转化。这一次，研究人员则发现了解释这一奇特现象的机制，另外，他们还发现伴随铁磁GeFeCo开关的电子自旋流（称为自旋电流）在诱导铁磁Co/Pt开关中起着至关重要的作用。

基于这一认识，研究人员演示了一种要快得多、能耗低得多的铁磁开关。这是由单个激光脉冲驱动，而不再需要使用铁磁层的开关。这对于未来的数据存储应用来说，将可以提供一种将数字信息写入磁性介质的有效方案，以大幅降低数据存储的能量。