Новый микрочип установил рекорд энергопотребления

Инженеры из Университета Мичигана (University of Michigan) сообщили об изобретении самого экономичного микропроцессора, который потребляет в 30 тысяч раз меньше электричества в режиме ожидания и в 10 раз меньше в обычном режиме, чем любой доступный на рынке микрочип.

Обладая рекордными характеристиками энергопотребления, микропроцессор, получивший название Феникс (Phoenix), предназначен для использования в ультрасовременных сенсорных устройствах, таких как медицинские имплантаты, датчики окружающей среды или оборудование для наблюдения.

Микрочип потребляет всего 30 пиковатт (10^-12 Вт) электроэнергии в режиме ожидания. Теоретически, энергии батарейки для наручных часов было бы достаточно для 263 лет работы Феникса.

Размер микрочипа - один квадратный миллиметр. Но не это является его основным достоинством, т.к. многие современные сенсорные устройства работают на чипах такого размера. Главное достижение инженеров состоит в том, что, благодаря своей экономичности, Фениксу для работы достаточно крошечной тонкопленочной батареи по размерам не превышающей сам микропроцессор.

В большинстве случаев батареи намного больше, чем питаемые ими микропроцессоры, что увеличивает размеры и стоимость всей системы. Батарея в ноутбуке, например, приблизительно в 5000 раз больше чем микропроцессор, и это для обеспечения лишь нескольких часов работы.

Низкая потребляемая мощность позволила уменьшить размер батареи и всей системы в целом. По своим размерам, устройство, построенное на подобном чипе (включая батарею), будет в 1000 раз меньше, чем самый маленький известный на сегодня сенсор.

Благодаря своим размерам и экономичности, сенсорные системы, основанные на подобных чипах, могут найти применение в самых разных областях человеческой жизнедеятельности.

Можно, например, поместить микрочип в биомедицинский сенсор, чтобы контролировать глазное давление у пациентов, страдающих глаукомой. Инженеры предполагают также, что такие микросхемы можно "распылить" вокруг, чтобы создать почти невидимую сеть датчиков, которая позволит контролировать воздух или воду, а так же обнаруживать движение. Их можно подмешать в бетон, чтобы в будущем мониторить структурную целостность новых зданий и мостов. Кроме того, можно снабдить такими чипами кардиостимулятор, который мог бы получать более детальные данные о состоянии здоровья пациента.

Чтобы достигнуть такого низкого уровня энергопотребления, инженеры Феникса сосредоточились на режиме ожидания, в котором сенсоры проводят более 99% всего времени. Датчики "просыпаются" лишь на мгновение, через равные промежутки времени, чтобы произвести необходимые вычисления. Основной режим работы системы - сон. Маломощный таймер время от времени "будит" Феникс каждые 10 минут на 1/10 долю секунды, чтобы тот выполнил набор из 2000 инструкций и снова погрузился в дремоту. Мы расскажем вам главные новости науки и техники, более подробно и интересно.

Оригинал (на англ. языке): ns.umich.edu

• Частое использование ChatGPT связано с одиночеством и эмоциональной зависимостью
• Стартап по натрий-железным батареям готов бросить вызов литий-ионным батареям для долгосрочного хранения энергии
• ABB разрабатывает высокоманевренный и высокоэффективный морской винт
• Изменения симметрии в крошечных кристаллах под воздействием света позволяют исследователям создавать материалы с заданными свойствами
• Солнечная пленка, которую можно наклеить где угодно для генерации энергии
• Двойно магичное ядро свинца-208 удивляет неожиданными свойствами формы
• Как мозг строит сложные карты для навигации и запоминания мира
• Пластиковый лед