Energia mikrofalowa przyspieszy pracę komputerów, dowodzą nowe badania
Obwody elektryczne znajdujące się w chipach komputerowych mogą trafić do muzeum, jak dowodzą wyniki nowych badań, których celem jest opracowanie systemu wykorzystującego energię mikrofalową (łącza radiowe) do przewodzenia prądu elektrycznego. Partnerzy projektu uważają, że jeśli zamierzenia się powiodą, nowy system może spowodować 500-krotne zwiększenie mocy komputerów. Tradycyjne urządzenia elektryczne opierają się na przesyłaniu nośników ładunków elektrycznych - elektronów - w półprzewodnikach, takich jak krzem. Partnerzy projektu badawczego, łączącego cztery brytyjskie uniwersytety oraz uniwersytet i ośrodek badawczy z Belgii i Francji, mają za zadanie stworzenie urządzenia o długości nie większej niż 100 nanometrów, w którym energia jest wytwarzana przez elektrony poruszające się ruchem wahadłowym w polu magnetycznym. Proces ten nazywany jest "odwróconym elektronowym rezonansem spinowym" i przypomina proces zachodzący w większej skali, generujący sygnały podczas skanowania mózgu za pomocą jądrowego rezonansu magnetycznego. Wbudowany w chipy komputerowe - elektroniczne urządzenia wykonane z materiału półprzewodnikowego - system ten pozwoli na transmisję sygnałów między podzespołami bez zastosowania obwodów elektrycznych. Szacuje się, że od lat 1970. szybkość i wydajność komputerów podwaja się mniej więcej co 24 miesiące. Jednocześnie naukowcy pracują nad zmniejszaniem wielkości chipów komputerowych z wykorzystaniem nanotechnologii. Jednak w miarę kurczenia się chipów, obwody elektryczne osiągną fizyczne granice możliwości i wkrótce nie będą mogły obsłużyć wymaganej przepustowości danych. - Jak dotąd możemy uzyskać więcej mocy z chipów krzemowych poprzez zmniejszanie ich podzespołów. W tradycyjnej technologii osiągnięto już fizyczne granice możliwości wykorzystywanych materiałów, na przykład przewodów miedzianych, i tu ewolucja musi się zatrzymać - mówi profesor Alain Nogaret z University of Bath, wiodącego partnera konsorcjum. Technologia bezprzewodowa, rozpowszechniona w systemach internetowych i telekomunikacji komórkowej, również nie byłaby odpowiednia, ponieważ elektronika wytwarzająca i wykorzystująca sygnały bezprzewodowe osiąga zbyt duże rozmiary, aby mogła być z powodzeniem zastosowana w mikrochipach, wyjaśnia profesor Nogaret. Według słów profesora, prowadzone przez niego badania stwarzają realną alternatywę. Poprzez "wstrzeliwanie" elektronów do pól magnetycznych wytwarzanych w półprzewodnikach o szerokości zaledwie kilku atomów i zawierających warstwy magnesów, takie "nano-urządzenie" będzie mogło transmitować sygnały elektryczne między podzespołami bez osłabienia sygnału, jak to się dzieje w przypadku tradycyjnych urządzeń obliczeniowych zawierających obwody elektryczne. Profesor Nogaret przewiduje, że jeśli badania zakończą się pomyślne, wyprodukowanie komputerów z bezprzewodowymi półprzewodnikami stanie się możliwe w ciągu pięciu lub dziesięciu lat po zakończeniu projektu. - Wtedy komputery mogłyby być od 200 do 500 razy szybsze i nadal mieć te same rozmiary. - Badania te mogą również poprawić dokładność i szybkość diagnostyki medycznej poprzez gromadzenie danych z czujników monitorowania stanu zdrowia. Emitery mikrofalowe są na tyle małe, że mogą zostać wbudowane w przenośne czujniki biologiczne dostarczające informacji o nieprawidłowo przebiegających procesach biologicznych -mówi profesor Nogaret. Projekt uzyskał dofinansowanie Rady ds. Badań w Zakresie Inżynierii i Nauk Fizycznych (EPSRC), wiodącej brytyjskiej agencji rządowej finansującej badania i szkolenia w zakresie nauk inżynieryjnych i fizycznych.
Kraje
Belgia, Francja, Zjednoczone Królestwo