Onderzoek in Nijmegen: Werken aan energiezuinige dataverwerking
⌂ » Werk & ondernemen » Nijmegen innoveert
We zijn dagelijks druk in de weer met onze slimme telefoon en de computer. Wat we ons nauwelijks realiseren, is dat de verwerking en opslag van al die digitale informatie in datacenters energie vreet. Het digitale dataverkeer inperken is geen optie, een snelle en energiezuinige manier van verwerking wel. Het wetenschappelijke onderzoek dat Alexey Kimel, hoogleraar Natuurkunde aan de Radboud Universiteit Nijmegen, doet naar magnetisme speelt hierbij een hoofdrol.
‘De doorsnee computer- en smartphonegebruiker heeft geen idee van de impact van deze apparaten op het energieverbruik. Als we doorgaan zoals nu, is over twintig jaar alle energie in de wereld nodig voor alleen maar dataopslag’, stelt Alexey Kimel, hoogleraar Natuurkunde aan de Radboud Universiteit Nijmegen. ‘Waanzinnig natuurlijk en daarom zoeken we als wetenschappers naar andere, snelle en energiezuinige manieren van dataopslag.’werken-alexey-kimel-ru-liggend-2
Ompolen
Alexey Kimel legt uit hoe digitale data tot stand komen: ‘Computers communiceren via een taal, die uit twee tekens bestaat, ofwel bits: 0 en 1. Het geheugen van een computer bestaat uit biljoenen bits en elke bit is een magneetje. Een magneetje met een ‘noordpool’ omhoog staat voor 1 en een magneetje met de ‘noordpool’ omlaag staat voor 0. Om in plaats van een 0 een 1 op te slaan gebruiken we een elektromagneet. We brengen dan de elektromagneet tegen een magneetje aan en doen de stroom aan, waardoor de polen in de magnetische bit van richting veranderen. Ompolen noemen we dat.’
Datacentra zijn energieslurpers
‘Om informatie weg te kunnen schrijven, moet die ompoling supersnel gebeuren. Dat duurt ongeveer een miljardste seconde. Best snel. Het probleem is dat bij elke ompoling energie vrijkomt in de vorm van warmte, dus moet je koelen, want boven een bepaalde temperatuur verdwijnt de magnetische ordening en dus ook de opgeslagen data. Datacentra zijn daarom echte energieslurpers.’
De zoektocht naar snellere en energiezuinige dataopslag is al jaren gaande. ‘De oplossing was het vinden van mogelijkheden voor supersnelle magnetische opslag zonder hitte én zonder elektromagneten’, schetst Alexey Kimel. ‘Aan het vinden en uitbouwen van zo’n opslagmethode werken we inmiddels meer dan twintig jaar. Het was, en is nog steeds, het in kaart brengen van onbekend wetenschappelijk terrein. Binnen de bestaande natuurkunde kon wat we wilden gewoonweg niet.’
Doorbraak: korte laserpulsen
’Hoewel het idee onhaalbaar leek, lukte het ons in 2006 met korte laserpulsen magneten om te polen. Inmiddels gebruiken we bij onze experimenten met dataopslag een nieuw materiaal, ijzergranaat. Met korte pulsen laserlicht op het ijzergranaat komt er bij de dataopslag nauwelijks hitte vrij’, vertelt Alexey Kimel enthousiast. ‘Vervolgens zijn we verder gaan experimenteren, waarbij we ons richten op de snelheid van het ompolen en het minimaliseren van het energiegebruik.’
Femtoseconden
‘We zijn nu zo ver dat we met één laserpuls van veertig femtoseconden, schrik niet, één femtoseconde is gelijk aan een miljoenste van een biljardste van een seconde, de magneten kunnen ompolen. En we kunnen gecontroleerd nullen en enen schrijven op de ijzergranaatfilm en die ook weer uitlezen in minder dan twintig picoseconde, Eén picoseconde is gelijk aan een miljoenste van een miljoenste seconde. Hierbij komt bijna geen warmte vrij.’
Vrij durven denken
‘We zijn als wetenschappers zover gekomen dankzij onze vrije manier van denken en durven doen. Je moet niet bang zijn voor het onbekende of om fouten te maken. Elke uitkomst is een stap waar je van leert en kennis mee vergroot’, betoogt Alexey Kimel. ‘Ik vergelijk het met componeren. Je hebt een idee en je begint met een blanco vel. In dit geval is dat het wetenschappelijk onbekend gebied.’werken-alexey-kimel-ru-liggend
Wetenschappers van de toekomst
‘Waar we nu staan is fantastisch, maar het zal nog wel dertig tot vijftig jaar duren voordat supersnelle en superzuinige computers en datacenters op basis van deze technologie worden gebouwd’, benadrukt Alexey Kimel. ‘De maatschappelijke druk om het energieverbruik terug te dringen is groot. Wetenschappelijk onderzoek wordt daarom extra gestimuleerd, waardoor het tempo van verandering toeneemt. Het is aan de wetenschappers van de toekomst om hier hun ideeën en wetenschappelijke experimenteerdrift op los te laten.’
Dit artikel verscheen eerder op Tech Gelderland.
Dit vind je misschien ook interessant...
-
Radboudumc start nieuwe therapie voor patiënten met chronische pijn
Radboudumc start nieuwe therapie voor patiënten met chronische pijn
In Nederland kampt 1 op de 5 mensen met chronische pijn. Voor deze groep patiënten wordt gezocht naar een behandeling op maat. Recentelijk heeft het Radboudumc een nieuwe doorontwikkeling van een bestaande therapie geïntroduceerd.
-
NWO Zwaartekracht-subsidie voor ontwikkeling van therapieën bij blindheid
NWO Zwaartekracht-subsidie voor ontwikkeling van therapieën bij blindheid
Een consortium geleid door Caroline Klaver van het Radboudumc gaat nieuwe behandelingen ontwikkelen tegen blindheid. De onderzoekers willen kapotte genen gaan herstellen, een nieuw netvlies printen met een bio-printer.
-
Platform met medicijndoseringen op maat voor zwangere vrouwen
Platform met medicijndoseringen op maat voor zwangere vrouwen
Het Radboudumc, Moeders van Morgen Lareb en Maastricht UMC+ starten gezamenlijk een platform met doseeradviezen voor zwangere vrouwen en hun ongeboren kinderen.
-
Ammodo Science Award voor AI-onderzoekers Radboudumc
Ammodo Science Award voor AI-onderzoekers Radboudumc
Radboudumc-onderzoekers Jeroen van der Laak, Geert Litjens en Francesco Ciompi ontvangen de Ammodo Science Award 2024. Zij vormen de Computational Pathology Group, die AI-softwaremodellen ontwikkelt.
-
Meer aandacht voor gelijke zorg voor mensen met zeldzame kanker
Meer aandacht voor gelijke zorg voor mensen met zeldzame kanker
De impact van een kankerdiagnose is enorm, maar een diagnose zeldzame kanker brengt nog een aantal extra problemen met zich mee. Lagere overlevingskans, langer diagnostisch traject, minder behandel opties of een gebrek aan informatie.
-
Gezondheidswinst van sportevenement groter dan risico op plots overlijden
Gezondheidswinst van sportevenement groter dan risico op plots overlijden
Berichten over sporters die tijdens een sportevenement plotseling overlijden, bijvoorbeeld aan een hartstilstand, maken veel indruk. Toch blijkt de kans op overlijden ontzettend klein.
-
Kunstmatige intelligentie helpt voorspellen of antidepressivum werkt bij patiënt
Kunstmatige intelligentie helpt voorspellen of antidepressivum werkt bij patiënt
Bij patiënten met ernstige depressie binnen een week voorspellen of een antidepressivum zal werken? Met de inzet van kunstmatige intelligentie, een hersenscan en klinische informatie van de individuele patiënt, blijkt dit behoorlijk goed te kunnen.
-
Huid-op-huid contact met moeder beïnvloedt microbioom baby
Huid-op-huid contact met moeder beïnvloedt microbioom baby
Dagelijks een uur huid-op-huid contact van moeder met de voldragen pasgeboren baby gedurende vijf weken verandert het darmmicrobioom van de baby. Dat blijkt uit onderzoek van Henrik Eckermann van het Radboudumc, gepubliceerd in Gut Microbes.
-
Met AI op zoek naar verbanden tussen ziekten van darm en brein
Met AI op zoek naar verbanden tussen ziekten van darm en brein
Dankzij elf miljoen euro subsidie gaan onderzoekers AI ontwikkelen die advies kan geven bij allerlei aandoeningen van zowel het brein als de darmen, zoals depressie, angst en overgewicht. Ook gaat de AI op zoek naar verbanden tussen die aandoeningen.
-
Vijf vragen over de risico’s van alcoholgebruik
Vijf vragen over de risico’s van alcoholgebruik
Wat zijn de risico’s van (teveel) alcohol drinken? En wat betekent het voor je gezondheid? Hoogleraar verslaving Arnt Schellekens beantwoordt deze en andere vragen.
-
Aardachtige planeten kunnen zelfs ontstaan onder barre omstandigheden
Aardachtige planeten kunnen zelfs ontstaan onder barre omstandigheden
Rotsachtige planeten zoals onze aarde, inclusief planeten met water, zouden zelfs kunnen ontstaan in de meest extreme stervormingsgebieden die we kennen, doordrenkt met harde ultraviolette straling van zware sterren.
-
Een nieuw geluid: horen met een cochleair implantaat
Een nieuw geluid: horen met een cochleair implantaat
Waar hoortoestellen alle geluiden versterken, werkt een cochleair implantaat anders. Pas vier weken na de operatie, wordt de prothese voor het eerst aangezet. ‘Stemmen klinken in het begin als Mickey Mouse.’
-
AiNed Fellowship Beurs voor onderzoek naar AI bij de diagnose van kanker
AiNed Fellowship Beurs voor onderzoek naar AI bij de diagnose van kanker
AI-onderzoeker Alessa Hering van het Radboudumc krijgt een AiNed Fellowship Beurs toegekend voor een onderzoeksproject getiteld ‘OncoFuture: Hybrid AI for Efficient Cancer Diagnosis and Follow-Up Assessment’.
-
Kandidaatvaccin tegen Nipah-virus testen
Kandidaatvaccin tegen Nipah-virus testen
Het VICI-Disease consortium, waar het Radboudumc aan deelneemt, heeft 8 miljoen subsidie van de Europese Commissie ontvangen voor de ontwikkeling van een vaccin tegen het Nipah-virus. Kandidaatvaccins zullen door het Radboudumc klinisch worden getest.
-
AI programma levert hoog aantal goede Covid-19 diagnoses in lage inkomenslanden
AI programma levert hoog aantal goede Covid-19 diagnoses in lage inkomenslanden
In regio’s waar hightech laboratoriumtesten niet beschikbaar zijn, kunnen goede Covid-19 diagnoses door een AI-programma worden vastgesteld, schrijven onderzoekers van het Radboudumc met internationale collega’s in Scientific Reports.
-
Zorg voor mensen met ALS in het Radboudumc: wat doen we precies?
Zorg voor mensen met ALS in het Radboudumc: wat doen we precies?
Van 17 tot en met 24 december staat het Glazen Huis van 3FM Serious Request op de Grote Markt. Drie dj's proberen zoveel mogelijk geld op te halen voor Stichting ALS Nederland. Ook in het Radboudumc behandelen we patiënten met de spierziekte ALS.
-
Nijmeegse Health & High Tech bedrijven komen in actie voor ALS
Nijmeegse Health & High Tech bedrijven komen in actie voor ALS
Het Health & High Tech Plein is het middelpunt van het samenkomen van 'Kom in Acties' uit de stad, vanuit de Health & High Tech organisaties. Gezamenlijk zetten ze zich in om zoveel mogelijk geld in te zamelen voor stichting ALS.
-
Mysterieuze vetten herprogrammeren geheugen van aangeboren afweercellen
Mysterieuze vetten herprogrammeren geheugen van aangeboren afweercellen
Onderzoekers van het Radboudumc hebben een fascinerend verband blootgelegd tussen sphingolipiden, mysterieuze vetten vernoemd naar de 'Sphinx', en het geheugen van cellen van het aangeboren afweersysteem.
-
Hoe games mentale gezondheid bespreekbaar kunnen maken
Hoe games mentale gezondheid bespreekbaar kunnen maken
Depressie komt veel voor onder jongeren, maar vaak krijgt deze doelgroep niet de hulp die ze nodig hebben. Anouk Tuijnman co-ontwikkelde twee toegepaste videogames voor depressie bij jongeren en promoveert op 28 november aan de Radboud Universiteit.
-
Elke activiteit is beter voor je hart dan zitten
Elke activiteit is beter voor je hart dan zitten
Vervang zitten een paar minuten per dag voor matig-intensieve lichaamsbeweging, en het heeft een betere gezondheid van het hart tot gevolg. Dit blijkt uit internationaal onderzoek, waaraan onder meer Maastricht UMC+ en het Radboudumc meewerkten.