Magnetfelt kan gjøre prosessorer lynraske

Forskere ved flere europeiske universiteter ser på muligheten for trådløs dataoverføring inne i databrikker.

Utviklingen av dagens prosessorer og andre databrikker går først og fremst videre fordi man stadig kan gjøre komponentene i brikkene mindre. Dette fører blant annet til lavere energiforbruk og plass til flere komponenter.

I de fleste brikker benyttes i dag kobberledere. Disse har gjort nytten i mange tiår, men er ifølge Alain Nogaret, forsker ved fysikkavdelingen til britiske University of Bath, i ferd med å bli en betydelig bremsesko for den videre utviklingen.

- Det er begrenset hvor mye mer effekt vi kan hente fra silisiumbrikker ved å krympe komponentene. Konvensjonell teknologi er allerede i ferd med å nå de fysiske begrensningene ved materialene som brukes, for eksempel kobberledere, og evolusjonen inne teknologien er i ferd med å stoppe opp, sier Nogaret i en pressemelding.

I pressemeldingen annonserer derimot University of Bath at universitet skal lede et europeisk forskningsprosjekt for å utvikle et system som kan fjerne behovet for ledninger som fører elektrisk strøm inne i silisiumbrikker. Prosjektet skal være i tre år og har en kostnadsramme på 555.000 pund. I tillegg til forskere ved universitetet i Bath, deltar forskere fra skotske University of St Andrews, universitetene i Nottingham, Leeds og Antwerpen, samt Centre National de la Recherche Scientifique i Grenoble.

Trådløse teknikker for overføring av data er i utgangpunktet ikke noe nytt. De fleste har etter hvert fått erfaring blant annet WLAN, Bluetooth, GPRS og en rekke andre teknikker. Dessuten har Sun i flere år arbeidet med en teknikk selskapet kaller "proximity communication", som skal muliggjøre trådløse kommunikasjon mellom databrikker som ligger tett inntil hverandre. Men løsningene som her benyttes, er altfor store til å kunne brukes for trådløs kommunikasjon inne i selve brikkene.

    Les også:

Forskningsprosjektet som nå starter opp, vil se på måter for å produsere mikrobølge-energi i en svært liten skala ved å sende elektroner inn i magnetfelt produsert i halvledere som bare er noen atomer brede og lagdelte ved hjelp av magneter.

Prosessen, som kalles omvendt elektronspinn-resonans, bruker magnetfeltet til å bøye av elektroner og for å endre deres magnetiske retning. Dette for elektronene til å vibrere slik at de produsere mikrobølgeenergi. Dette skal så kunne utnyttes til å kringkaste elektriske signaler i tomt rom, uten den samme svekkelsen som oppstår i ledninger.

Nogaret pekte ut muligheten for å bruke disse spesielle halvlederne på denne måten, i artikkelen "Electrically Induced Raman Emission from Planar Spin Oscillator", som ble publisert i Physical Review Letters i fjor. Forskningen den senere tiden har gått ut på å overføre teorien til praktisk bruk.

Dr. Alain Nogaret

- Arbeidet kan bli veldig viktig for utviklingen av raskere og kraftigere datamaskiner, mener Nogaret. Han sier at hvis forskningen lykkes, vil datamaskiner med trådløse halvledere bli mulig innen fem til ti år etter at prosjektet avsluttes.

- Da kan datamaskiner bli alt mellom 200 og 500 ganger raskere og fortsatt være like store, hevder Nogaret. Han mener at forskningen også vil kunne forbedre nøyaktigheten og effektiviteten ved medisisk diagnose ved å samle dataene fra monitorer for helseovervåking.

- Mikrobølge-emitterne er små nok til å kunne integreres i bærbare, biologiske sensorer som leverer informasjon om biologiske prosesser som feiler, forteller Nogaret.

Selvreparerende

I tillegg til å love raskere brikker, vil teknikken det nå skal forskes på, også sørge for at integrerte brikker fortsatt fungerer selv om en eller flere forbindelser feiler. Systemet skal kunne programmeres til å rute om seg selv slik at det fortsetter å fungere.

I dagens produksjon av integrerte kretser, er det knapt noe som helst rom for feil. Dette fører til store produksjonskostnader, både fordi produksjonsanleggene er dyre å bygge, men også fordi feil i brikkene fører til at de må kasseres.

Brikker basert på trådløse systemet skal kunne brukes selv om bare 95 prosent av komponentene de interne komponentene fungerer. Dette vil kunne redusere produksjonskostnadene betraktelig.

Til toppen