Ученые разрабатывают чип, уменьшающий энергозатраты компьютера в миллион раз

Физики из университета Беркли разработали необычные «магнитные» чипы, которые тратят на совершение всех элементарных операций в миллион раз меньше энергии, чем транзисторы в современных полупроводниковых компьютерах.

Физики из университета Беркли разработали необычные «магнитные» чипы, которые тратят на совершение всех элементарных операций в миллион раз меньше энергии, чем транзисторы в современных полупроводниковых компьютерах.

Ученые разрабатывают чип, уменьшающий энергозатраты компьютера в миллион раз

Данная информация опубликована в статье журнала Science Advances.

«Главной проблемой при разработке современных компьютеров, и, в принципе, всей существующей электроники являются энергоаппетиты этих устройств. Увеличение скорости работы транзисторов требует все больше и больше энергии. Чипы стали настолько горячими, что они буквально плавятся во время работы», — заявил Джеффри Бокор (Jeffrey Bokor) из университета Калифорнии в Беркли (США).

По словам Бокора, его команда пыталась понять, насколько в принципе возможно снизить потребление микроэлектронных устройств, экспериментируя с альтернативами современным кремниевым транзисторам.

По информации ученых, одной из самых привлекательных альтернатив подобного рода являются магнитные биты, в которых роль нулей и единиц играют не потоки электронов, а направление намагниченности у небольших наночастиц. «Переворот» этого направления на обратное требует относительно небольшого и фиксированного количества энергии, и Бокор и его коллеги предположили, что это позволит заметно сократить аппетиты и тепловыделение устройства.

Результаты эксперимента превзошли их ожидания – на запись и чтение одного бита информации их чип тратил всего четыре зептоджоуля (10 в минус 21 степени джоуля). Подобное значение в миллион раз меньше, чем то количество энергии, которое тратят современные компьютеры на обработку одного бита.

Помимо этого, как показали замеры Бокора и его коллег, оно соответствует так называемому пределу Ландауэру – теоретически минимальному количеству энергии (три зептоджоуля), которое любая вычислительная система должна тратить на манипуляцию одним битом данных вне зависимости от ее технической реализации. Это говорит о том, что данный чип достиг максимально возможной эффективности и что человечество может создать гораздо более экономичные компьютеры, нежели чем те, которые существуют сегодня.

Как подчеркивают физики, созданный им чип пока далек от практических применений и не стоит ожидать того, что сверхэкономичные компьютеры появятся на прилавках магазинов завтра или через год. Тем не менее, его создание говорит о том, что их разработка возможна и не является научной фантастикой.