日本の研究チームの願いが叶えば、近い将来、ノーマリーオフ型コンピュータが現在のコンピュータに取って代わる日が来るかもしれません。ノーマリーオフ型とは、コンピュータシステムのコンポーネントの動作が不要な時に、積極的に電源をオフにするコンピューティング手法です。
このような開発により、保存データを維持するために電力を必要とする揮発性メモリが不要になり、それに伴うエネルギー損失も削減されます。現在のコンピューターのほとんどの部品は、トランジスタやダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（DRAM）などの揮発性デバイスで作られており、電源を切ると情報が失われます。そのため、コンピューターは「常時電源オン」を前提として設計されています。
2000 年には、磁気抵抗ランダム アクセス メモリ (MRAM) をベースにした「インスタント オン」コンピューターのコンセプトが、電源投入時にイライラするほど長いハングタイムを削減する方法として登場しました。しかし、最初の電源投入後もエネルギーを消費し続ける揮発性デバイスを使用する必要があるため、大きなトレードオフが伴います。
2001 年までに、日本の研究者たちは、高度なスピントランスファートルク磁気抵抗ランダムアクセスメモリ (STT-MRAM) 技術の不揮発性機能を使用してこの無意味なエネルギー損失をなくし、「ノーマリーオフ」型の新しいタイプのコンピュータを作成する方法を考え出しました。
現在、安藤浩二氏と日本の国家プロジェクトの同僚たちは、STT-MRAM の将来を大まかに構想し、AIP Publishing が発行する「Journal of Applied Physics」の中で、それがコンピューター アーキテクチャと民生用電子機器をいかに根本的に変えるかについて述べています。
「スピントロニクスは、磁性と電子技術を量子力学レベルで融合させます」と安藤氏は説明する。「実際、STT-MRAMでは、情報の書き込みと読み出しの両方に電磁コイルが不要になります。私たちはこのパラダイムシフトに興奮しており、次世代エレクトロニクスデバイスに向けた様々な技術の開発に取り組んでいます。」
現在の技術を再設計し、ユーザーが不在の短時間の間、コンピューターの電力消費をゼロにできれば、手回し式や埋め込み型のソーラーパネルで駆動する、極めてエネルギー効率の高い個人用デバイスが実現する可能性があります。このようなデバイスは、モバイルコンピューティングからウェアラブル機器、組み込み型電子機器まで、幅広い用途に活用でき、特に医療、安全、教育といった分野で大きな関心を集めるでしょう。しかしながら、依然としていくつかの課題が残っています。
「『ノーマリーオフ』コンピュータを実現するためには、情報を保持するために電源を必要としない高性能な不揮発性デバイスが必要です。同時に、情報操作に十分な高速動作を保証する必要があります」と安藤氏は述べた。「例えばメインメモリは、10～30ナノ秒という高速動作と、チップあたり1ギガビットという高密度動作が求められます。」
STT-MRAMがノーマリーオフ型コンピュータの重要な役割を果たすには、まず様々な技術の統合が必要だと彼は付け加えた。「現在、材料科学、デバイス技術、回路技術、メモリおよびコンピュータアーキテクチャ、オペレーティングシステムなど、様々な分野の研究者と連携しています」と安藤氏は述べた。
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