Новости науки, здоровья и космоса на портале GlobalScience.ru. Информеры для владельцев сайтов. Создайте свой собственный новостной сайт, используя наши бесплатные новостные информеры.
Конструктор новостных информеров
07/07/2011

Магнитная память и логика позволят достичь наивысшей энергетической эффективности

Магнитная память и логика позволят достичь наивысшей энергетической эффективности

Будущие компьютеры могут быть оборудованы магнитными микропроцессорами, которые потребляют самое маленькое количество энергии, какое только возможно согласно законам физики. К такому выводу пришли инженеры по электротехнике после проведенного анализа.
Современные кремниевые микропроцессоры работают на основе электрических токов или двигающихся электронов, которые генерируют большое количество ненужной теплоты. Но микропроцессоры на основе нанометровых стержневых магнитов (похожие на магниты на холодильнике) - для памяти, логики и операций переключения, теоретически вообще не потребуют двигающихся электронов.
Такие чипы будут потреблять всего 18 милиэлектрон-вольт энергии на операцию при комнатной температуре, что является абсолютным минимумом, который только возможен согласно второму закону термодинамики. Этот минимум называется пределом Ландауэра и это в 1 миллион раз меньше энергии, чем потребляют современные компьютеры для совершения аналогичных операций.
Пятьдесят лет назад, Рольф Ландауэр с помощью только появившейся тогда информационной теории, вычислил минимальное количество энергии, которое потребуется на выполнение таких операций как AND и OR, с учетом ограничений, которые накладывает второй закон термодинамики. В стандартном логическом вентиле два входящих значения и одно выходное; операция AND дает выходное значение только в том случае, если оба входящих значения положительны, а операция OR дает выходной сигнал, если хотя бы один из входящих сигналов положителен. Согласно этому закону, на такие необратимые процессы, как логические операции или стирание бита информации, затрачивается энергия, которую невозможно восстановить. Другими словами, энтропию закрытой системы невозможно уменьшить.
Значение этого предела пока остается недостижимым для современных транзисторов и микропроцессоров, ведь львиная доля затрат энергии приходится на генерацию тепла, которое возникает вследствие электрического сопротивления тока двигающихся электронов. Исследователи пытаются создать компьютеры, принцип работы которых базируется не на двигающихся электронах, благодаря чему они смогут приблизиться к пределу Ландауэра. Брайан Лэмбсон из Калифорнийского университета в Беркли, решил теоретически и экспериментально проверить энергоэффективность простой магнитной памяти и магнитной логической схемы.
В ходе серии вычислений и компьютерных симуляций, Лэмбсон продемонстрировал, что на такие простые операции с памятью, как стирание магнитного бита или выполнение логических операций, затрачивается количество энергии, очень близкое к пределу Ландауэра.
Поскольку предел Ландауэра пропорционален температуре, охлажденная схема будет работать еще эффективней.
Данная работа проводилась при поддержке Национального научного фонда (США) и Западного института наноэлектроники.

Оригинал (на англ. языке): Newscenter

 
Печать
Рейтинг:
  •  
Авторизуйтесь для оценки материала

С этим материалом еще читают:

Автомобиль с вертикальным взлётом протестировали в Германии видео

Успешно прошёл тест первого в мире летающего автомобиля. К всеобщему удивлению, данному транспортному средству не требуется специально отведённой полосы для взлёта. Вертикальный подъем осуществляется в считанные минуты. Транспортное средство развивает скорость свыше 280 километров. Создатели уникального автомобиля отметили, что главным преимуществом его является высшая степень
 

Учеными разработана высокоэффективная батарейка

Группой исследователей из американского института штата Миссури недавно было сделано весьма необычное заявление о создании прототипа компактных размеров ядерного аккумулятора на водной основа. Главным преимуществом созданного прототипа батарейного блока является его высочайший уровень эффективности, дополняемый продолжительным сроком эксплуатации, чего не скажешь об обыкновенных аккумуляторах. По мнению ученых, уже в ближайшем будущем данный
 

"Молекула памяти" не связана с ее формированием

Опыты на трансгенных мышах, проведенные независимо двумя группами нейробиологов, показали, что протеинкиназа М-дзета (PKM-?), белок еще известный как "молекула памяти", в действительности никак не связан с ее формированием и поддержанием. Краткое содержание обеих публикаций, появившихся на страницах журнала Nature, передает Nature News. Представление ученых о "молекуле памяти" было основано на опытах, в которых им удалось стереть воспоминания крыс, заблокировав при помощи специального пептида
 
 

Еще из категории технологии:

 
 
 

Последние комментарии

 

Комментариев нет. Будьте первым!

Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы иметь возможность оставлять комментарии.
 
 
 

Рассылка топовых новостей

 
 


 

Читательский топ

 
 

Главная | космос | здоровье | технологии | катастрофы | живая планета | среда обитания | Читательский ТОП | Это интересно | Строительные технологии

RSS | Обратная связь | Информеры | О сайте | E-mail рассылка | Как включить JavaScript | Полезно знать | Заметки домоседам | Социальные сети

© 2007-2021 GlobalScience.ru
При полном или частичном использовании материалов прямая гиперссылка на GlobalScience.ru обязательна