Категория:
Новости :: 23-11-2011, 17:55
С каждым днем разработчики компьютеров находят все новые и новые решения, направленные на увеличение их быстродействия, и соответственно их мощности. Как известно из теории, чем выше быстродействие вашего компьютера, тем большее количества тепла он выделяет.
Поэтому перед всеми разработчиками стоит задача в создании микропроцессоров с наибольшим быстродействием, при минимальном выделении энергии тепла. Возможность понижения минимума напряжения, которое необходимо в конденсаторе для хранения его заряда, разработали ученые из Университета Калифорнии в Беркли. На практике данное достижение дает уменьшение объемов выделения тепла, накапливаемого современной электроникой, за счет понижения энергопотребления чипов.
«Создание энергоэффективных блоков, составляющих процессор, является ключом к созданию быстродействующих микропроцессоров», - говорит аспирант Калифорнийского университета Асиф Хан. « Фундаментальные физические особенности действия транзисторов таковы, что их мощность, к сожалению, не менялась уже лет десять». Он также отметил, что транзисторам необходимо было выдерживать минимум напряжения, для сохранения быстродействия процессора, поэтому они так и не стали "энергоэффективными".
Работы, по изменению минимального уровня электроэнергии, потребляемой для работы транзисторами, велись калифорнийскими инженерами с 2008 года. Сейчас как они полагают, им удалось добиться успехов в данной области. «С начала 70-х годов, когда начали создавать первые коммерческие транзисторы, каждые два года удваивается вычислительная мощность чипов, на фоне того, что постоянно уменьшаются размеры самих чипов.
Но уменьшение размеров не влияет на уменьшение мощности, которая необходима для функционирования чипа. Сейчас мы работаем над этим узким местом и не теряем надежды добиться энергоэффективности чипов», - добавил Хан. Использовался класс материалов, так называемых сегнетоэлектриков, которые содержат как положительные, так и отрицательные заряды. Их экзотические характеристики ученые использовали для получения необходимого эффекта. Было использовано их свойство удерживать заряд, даже в том случае, когда они не получают напряжения. Более того, в сегнетоэлектриках, за счет внешнего электрического поля, может быть изменена их электрическая поляризация.
Усилить так называемую отрицательную емкостную характеристику транзисторов, могут сделанные из сегнетоэлектрика в паре с диэлектриком (электрическим изолятором), конденсаторы, что ученым уже удалось сделать на практике. Разработчики в ходе своих исследований использовали парные сегнетоэлектрические материалы из диэлектриков титаната стронция и циркотана-титаната свинца. Заряд, необходимый в транзисторах для хранения поляризации, позволило снизить именно, данное соединение. Уже сегодня, как считают специалисты, эта разработка позволит изготовлять будущие процессоры, на базе появившегося на рынке, нового класса транзисторов. Обнародовать результаты своей работы, ученые намерены в сентябрьском выпуске Applied Physics Letters.
