محققان دانشگاه Arlington تگزاس موفق به دستیابی به فناوری شده اند که توسط آن میتوان دمای یک پردازنده یا قطعه الکترونیکی را تا 228- درجه سانتیگراد پایین آورد بدون اینکه نیاز به نصب وسیله دیگری بر روی پردازنده باشد. این روش با استفاده از یک قطعه الکترونیکی کوانتومی میتواند مصرف کامپیوتر های آینده را تا 10 برابر کاهش دهد.
نکته بسیار جالب این است که پردازنده در دمای اتاق کار خواهد کرد اما قطعه الکترونیکی مخصوصی دمای حاصل از حرکت الکترونها در داخل مدارها و قطعات را از طریق ایجاد یک "چشمه کوانتومی" تا 228- سانتیگراد (375- فارنهایت) پایین میآورد. همه میدانیم که حرارت، یکی از بزرگترین موانع بازدارنده در صنعت الکترونیک و کامپیوتر محسوب میشود و در واقع یکی از دلایلی که نمیتوان از تمام قابلیت ها یک تراشه استفاده کرد دمای ایجاد شده در حین پردازش است که باعث پایین آمدن کارآیی چیپ میشود.
با استفاده از این فناوری علاوه بر امکان ساخت تراشه های فوق العاده پربازده و کارآمد، به دلیل پایین آمده TDP پردازنده ها میتوان تا 10 برابر در مصرف برق صرفه جویی کرد. چند برابر شدن سرعت و بازدهی پردازنده ها و همزمان، کاهش توان مصرفی آنها تا 10 برابر یقیناً میتواند بسیاری از صنایع را کاملاً متحول کند.
ممکن است بپرسید "چشمه کوانتومی" چیست؟ از نظر علمی و به زبان ساده، چشمه کانتومی به فاصله بسیار باریکی در بین دو قطعه نیمه رسانا گفته میشود که تنها اجازه میدهد الکترونهایی که دمایی پایینتر از یک حد تعیین شده دارند از آن عبور کنند.
به عبارت دیگر الکترونهایی که انرژی جنبشی بسیار پایینی دارند اجازه عبور از این فاصله را دارند ولی الکترونهای دیگر به سمت منبع خود بازگشت داده میشوند. برای درک بهتر این فناوری میتوانید یک ساعت شنی را تصور کنید که تنها تعداد کمی از ذرات شن میتوانند از آن عبور کنند متنها در اینجا خواص کوانتومی الکترونها تعیین میکند که کدام ذرات اجازه عبور دارند.
وقتی الکترونهای بسیار سرد از داخل این قطعه الکترونیکی به بیرون میریزند میتوان هر نوع تراشه یا ترانزیستوری را در سر راه آنها قرار داد تا دما آن به سرعت پایین آورده شود. طی آزمایشهای انجام شده در مرکز تحقیقات دانشگاه Arlington ترانزیستور های بسیار حساسی ساخته شد که تنها قادرند در دماهای بسیار پایین و با استفاده از هلیوم مایع کار کنند.
پس از نصب این ترانزیستور ها بر روی قطعه سرد کننده کوانتومی با این که کل سیستم در دمای اتاق کار میکرد اما ترانزیستورها در حالت ایده آل مشغول به کار شدند.
تصویر پردازنده زرد رنگ نشاندهنده یک تراشه ساخت لابراتوار تحقیقاتی این دانشگاه است که مجهز به چندین قطعه سرد کننده کوانتومی بر روی خود است. نصب این نوع قطعات کوانتومی بر روی ترانزیستور ها و پردازنده ها روش خاصی را می طلبد و محققان در حال تحقیقات بیشتر هستند تا هزینه های تولید را پایین آورده و پروسه کار را ساده تر نمایند.
آقای Usha Varshney از بنیاد ملی علم و فناوری و موسس مرکز تحقیقات دانشگاه Arlington (تصویر بالا) میگوید به طور کلی چون تمام قوانین حاکم بر قطعات الکترونیکی و کامپیوتری بر اساس قوانین فیزیک پایه ریزی شده و همگی به هم وابسته هستند چنین فناوری میتواند گذشته از صرفه جویی در مصرف الکتریسیته و بالا بردن بازدهی کامپیوتر ها، لپ تاپ ها و موبایل ها در حد چندین برابر، تحول بسیار عظیمی نیز در شاخه های مختلفی از جمله عمر باطری ها، وزن و اندازه وسایل قابل حمل دیجیتال و غیره به وجود آورد.
محققان عقیده دارند با ادامه این پژوهش ها حتی میتوان به دمای صفر کلوین نزدیک شد و در چنین دمای پایینی مواد و قطعات ساخته شده از آنها میتوانند رفتار بسیار عجیبی از خود نشان دهند که با استفاده از آن بخصوص در صنعت الکترونیک و کامپیوتر و موبایل میتوان گفت تقریباً همه چیز دگرگون خواهد شد.
منبع: extremetech
نظر خود را اضافه کنید.
برای ارسال نظر وارد شوید
ارسال نظر بدون عضویت در سایت