Новий мікрочип встановив рекорд енергоспоживання

Інженери з Університету Мічигану (University of Michigan) повідомили про винахід самого економічного мікропроцесора, який споживає в 30 тисяч разів менше електрики в режимі очікування і в 10 разів менше в звичайному режимі, ніж будь-який доступний на ринку мікрочіп.

Обладая рекордними характеристиками енергоспоживання, мікропроцесор, що отримав назву Фенікс (Phoenix), призначений для використання в ультрасучасних сенсорних пристроях, таких як медичні імплантати, датчики навколишнього середовища або обладнання для наблюденія.

Мікрочіп споживає всього 30 піковатт (10^-12 Вт) електроенергії в режимі очікування. Теоретично, енергії батарейки для наручних годинників було б достатньо для 263 років роботи Фенікса.

Размер мікрочіпа - один квадратний міліметр. Але не це є його основним достоїнством, тому що багато современние сенсорні устройства працюють на чіпах такого розміру. Головне досягнення інженерів полягає в тому, що, завдяки своїй економічності, Феніксу для роботи достатньо крихітній тонкопленочной батареї за розмірами не перевищує сам мікропроцесор.

В більшості випадків батареї набагато більше, ніж живляться ними мікропроцесори, що збільшує розміри і вартість всієї системи. Батарея в ноутбуці, наприклад, приблизно в 5000 разів більше ніж мікропроцесор, і це для забезпечення лише декількох годин роботи.

Нізкая споживана потужність дозволила зменшити розмір батареї і всієї системи в цілому. За своїми розмірами, пристрій, побудоване на подібному чіпі (включаючи батарею), буде в 1000 разів менше, ніж найменший відомий на сьогодні сенсор.

Благодаря своїми розмірами і економічності, сенсорні системи, засновані на подібних чіпах, можуть знайти застосування в самих різних областях людської життєдіяльності.

Можно, наприклад, помістити мікрочіп в біомедичний сенсор, щоб контролювати очний тиск у пацієнтів, які страждають на глаукому. Інженери припускають також, що такі мікросхеми можна "розпорошити" навколо, щоб створити майже невидиму мережу датчиків, яка дозволить контролювати повітря або воду, а так само виявляти рух. Їх можна підмішати в бетон, щоб у майбутньому моніторити структурну цілісність нових будинків і мостів. Крім того, можна постачити такими чіпами кардіостимулятор, який міг би отримувати більш детальні дані про стан здоров'я пацієнта.

Чтоби досягти такого низького рівня енергоспоживання, інженери Фенікса зосередилися на режимі очікування, в якому сенсори проводять більше 99% всього часу. Датчики "прокидаються" лише на мить, через рівні проміжки часу, щоб зробити необхідні обчислення. Основний режим роботи системи - сон. Малопотужний таймер час від часу "будить" Фенікс кожні 10 хвилин на 1/10 частку секунди, щоб той виконав набір з 2000 інструкцій і знову занурився в дрімоту. Ми розповімо вам головні новості науки і технікі, більш докладно і інтересно.

Орігінал (на англ. Мовою): ns.umich.edu

• IBM ускоряет обучение ИИ на скорости света при минимальном энергопотреблении
• Учёные впервые визуализировали форму одиночного фотона
• Солнечная система для зарядки электромобилей
• Крупнейший электрический самолёт взлетит в 2025 году
• ДНК-биочернила открывают новые горизонты для 3D-печати кровеносных сосудов
• Исследователи улучшили эффективность и долговечность солнечных элементов
• Тёмная материя: Как камера отслеживает невидимое
• Мягкий, растяжимый электрод имитирует тактильные ощущения с помощью электрических сигналов