Другие журналы
|
электронный журналМОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ВЕСТНИКИздатель Академия инженерных наук им. А.М. Прохорова. Эл No. ФС77-51038. ISSN 2307-0609
"Холодные" микросхемы из Флориды
09.12.2003 В то время как инженеры ведущих процессорных компаний уделяют все больше внимания проблемам тепловыделения современных процессоров, ученые из Флоридского университета в Гейнсвилле пытаются разработать принципиально новую архитектуру микросхемы, которая радикально уменьшит тепловыделение. Тепловыделение новых процессоров семейства Athlon и Pentium достигает почти 100 Вт
при площади кристалла процессора около одного квадратного сантиметра. Немногим отстают
от них и видеочипы. Например, для того чтобы стереть в ячейке памяти единицу и записать
туда ноль, требуется "закоротить" выходы. Это вызывает утечку тока и понижение напряжения
в ячейке с уровня логической единицы до уровня логического нуля, с одновременным
выделением тепла. Более того, в некоторых быстродействующих типах памяти информация
в ходе каждого такта стирается, а затем перезаписывается заново. Из-за этого энергопотребление
микропроцессоров и достигает сегодня огромных величин. Тепловыделение и энергопотребление являются одними из главных препятствий на пути
к повышению тактовой частоты процессоров, добавляя внутрь современного компьютера
почти килограмм различных кулеров, издающих при работе звук, подобный шуму древнего
пылесоса. В качестве решения этой проблемы ученые предлагают использовать так называемые обратимые
вычисления (reversible computing). Идея обратимых вычислений предполагает, что для
получения в ячейке памяти нуля вместо единицы не обязательно выделять всю энергию
в виде тепла. Ячеек памяти в современной микросхеме великое множество, и в то время
как в одних ячейках единица заменяется на ноль, примерно в том же количестве ячеек
памяти проходит обратный процесс - нужно лишь передать энергию одних ячеек другим,
и проблема тепловыделения отпадет. Еще один схожий подход, которого пока придерживаются
ученые, заключается в дополнении каждой ячейки памяти специальным накопителем, который
будет принимать у ячейки лишнюю энергию и отдавать ее в случае необходимости. Таким
образом, накопленная в ячейке памяти энергия не будет всякий раз выделяться в виде
тепла, а будет "путешествовать" из ячейки памяти в накопитель и обратно, с относительно
небольшими потерями. Как сообщает Майкл Фрэнк, доцент Флоридского университета, ученым уже удалось привлечь
к своим разработкам внимание корпорации IBM. Получены первые рабочие образцы "холодных"
чипов, которые, согласно некоторым прогнозам, со временем, могут в тысячи раз превзойти
традиционные микросхемы по производительности и экономичности. Публикации с ключевыми словами: процессор, микросхема, тепловыделение Публикации со словами: процессор, микросхема, тепловыделение Смотри также:
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|