Zespół naukowców z University of California postanowili wziąć na celownik wysokie i coraz bardziej rosnące zużycie energii przez komputery. Rozwiązanie? Zrewolucjonizowanie maleńkich przełączników elektrycznych, które stanowią elementy składowe każdego logicznego układu w komputerze.
Nowe bramki w tranzystorach, czyli zmniejszenie zużycia energii przez komputery w zasięgu ręki
Obecnie procesory są zbudowane z miliardów tranzystorów, które składają się m.in. z mikroprzełączników elektrycznych. To właśnie je wzięto pod lupę w najnowszym badaniu, udowadniając, że można znacząco zmniejszyć ich zużycie energii bez utraty szybkości, rozmiaru czy wydajności. Element ten odgrywa bowiem kluczową rolę w procesie włączania i wyłączania tranzystora, więc ma bezpośredni wpływ na pobór energii.
Naukowcy w swoim badaniu opracowali specjalne bramki, które znacząco przewyższają te powszechnie stosowane przez producentów półprzewodników. Ich najważniejsza cecha obejmuje tak zwaną ujemną pojemność, która to pomaga zmniejszyć napięcie potrzebne do przechowywania ładunku w materiale.
Czytaj też: Unihertz zapowiada smartfon z fizyczną klawiaturą QWERTY
Nowe badania pokazują, że ujemną pojemność można uzyskać w krysztale zbudowanym z warstwowego stosu tlenku hafnu i tlenku cyrkonu, który jest kompatybilny z zaawansowanymi tranzystorami krzemowymi. Po szeregu eksperymentów naukowcy sprawdzili w praktyce, co mogą osiągnąć ze swoimi tranzystorami i udowodnili, że względem tych tradycyjnych mogą obniżyć zapotrzebowanie na napięcie o około 30%, co przełożyło się na niższe temperatury i pobór energii.
