Объяснение: как прорыв в ИИТ может помочь продлить срок службы ваших электронных устройств.

Чтобы повысить эффективность и долговечность гаджета, различные компоненты микрочипов должны быть оптимально спроектированы, чтобы минимизировать потери, вызванные колебаниями или нестабильными источниками питания.

Реклама вариантов финансирования стоит рядом с планшетами, ноутбуками и компьютерами в мегамагазине Croma electronics в Мумбаи (фотограф: Вивек Пракаш / Bloomberg)

Исследователи из IIT-Mandi и IIT-Jodhpur утверждают, что совершили прорыв в продлении срока службы и производительности электронных устройств, таких как мобильные телефоны и ноутбуки. Объясняем значение прорыва.

Что такое прорыв?

Исследователи говорят, что электронные схемы в современных гаджетах продолжают разрабатываться в соответствии с концепциями, разработанными несколько десятилетий назад, несмотря на эволюцию природы микрочипов. Чтобы повысить эффективность и долговечность гаджета, различные компоненты микрочипов должны быть оптимально спроектированы, чтобы минимизировать потери, вызванные колебаниями или нестабильными источниками питания.

Для этого исследователи предложили математический инструмент, который может точно проанализировать эти потери и помочь в разработке более эффективных дизайнов.

Как блок питания изнашивает устройство?

Сегодняшние мобильные телефоны и компьютеры используют технологию очень крупномасштабной интеграции (VLSI), в которой тысячи транзисторов могут быть встроены в один кремниевый микрочип (например, микропроцессоры и микросхемы памяти). Кроме того, один чип содержит как цифровые, так и аналоговые компоненты.

Такие микрочипы питаются от источника постоянного тока, часто от встроенного аккумулятора. Хотя такая батарея может иметь низкое напряжение (обычно 3,7 В в мобильных телефонах), части микрочипа работают при еще более низком напряжении.

Транзистор может иметь размер всего 7 нанометров (длина нити человеческой ДНК составляет 2,5 нанометра), и для его работы требуется минимальное напряжение. В таком случае даже небольшие скачки и колебания мощности могут со временем значительно ухудшить производительность микрочипа. Колебания источника питания, называемые шумом источника питания, возникают из-за множества факторов и считаются неизбежными в электронных системах.

ПРИСОЕДИНЯЙСЯ СЕЙЧАС :Телеграмм-канал The Express с объяснениями

В чем еще важность исследования?

В компьютерах первого поколения, построенных в 1940-х и 50-х годах, в качестве основных компонентов памяти и обработки данных использовались электронные лампы. Это делало их громоздкими и дорогими. В начале 60-х на смену электронным лампам пришли транзисторы - революционная технология, которая сделала компьютеры меньше, дешевле и энергоэффективнее.

Несколько лет спустя транзисторы были заменены интегральными схемами или микрочипами, которые имели несколько транзисторов на одном кристалле. Наконец, в 70-х годах была представлена ​​технология СБИС, которая позволила объединить тысячи транзисторов и других элементов в одном кремниевом кристалле.

С тех пор вычислительные устройства становятся все быстрее и быстрее, потому что размер транзисторов становится короче, и их можно встроить в один кристалл. Эта тенденция получила название «закон Мура» в честь соучредителя Intel Гордона Мура, который в 1965 году заметил, что плотность транзисторов на микрочипах удваивается каждые два года.

Но это продвижение, похоже, достигло своего предела, потому что размер транзисторов уже уменьшился до нескольких нанометров в ширину, и становится трудно реально уменьшить его дальше. При таком сценарии электронная промышленность начинает смещать акцент с увеличения скорости на повышение эффективности микросхем и снижение их энергопотребления.

Где было опубликовано исследование?

Исследование под названием «Основанный на проверке метод анализа детерминированного шума в N-портовых схемах» было недавно опубликовано в Открытом журнале цепей и систем Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). Его авторами являются Хитеш Шримали и Виджендер Кумар Шарма из ИИТ-Манди и Джай Нараян Трипати из ИИТ-Джодхпур. Исследование финансировалось Министерством электроники и информационных технологий (MeitY).

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ: