I transistor a bassa potenza possono aumentare la durata della batteria del computer indossabile

Un nuovo modo di progettare i chip potrebbe risolvere uno dei più grandi problemi che affliggono i computer indossabili come Google Glass e lo smartwatch Samsung: le loro batterie generalmente devono essere ricaricate ogni giorno.

Efficienza all'interno: Questo chip Fujitsu per l'elaborazione delle immagini nelle fotocamere digitali è il primo in produzione basato su un nuovo design a transistor che offre un notevole risparmio energetico.

Il nuovo design viene da SuVolta , che lavora dal 2006 per migliorare notevolmente l'efficienza energetica dei transistor, il componente fondamentale dei chip per computer. La società ha ricevuto 62 milioni di dollari in finanziamenti di rischio. Alla conferenza del settore Patatine fritte in California il mese scorso, SuVolta ha mostrato i risultati di un esperimento in cui la sua tecnologia è stata utilizzata per realizzare una versione di un chip esistente. La versione di SuVolta consumava metà della potenza dell'originale mentre funzionava alla stessa velocità. Potrebbe funzionare il 35% più velocemente del chip convenzionale se consumasse la stessa potenza.

La tecnologia di SuVolta non è adatta a realizzare processori ad alte prestazioni, ma il chief technology officer dell'azienda, Scott Thompson, afferma che è una buona combinazione per i computer alimentati a batteria più popolari oggi. L'informatica non riguarda più la produzione di CPU da 200 dollari, afferma Thompson, riferendosi ai processori alla base dei PC tradizionali. Sono circa $ 100 telefoni cellulari e dispositivi indossabili.

Il chip che ha ottenuto un aggiornamento da SuVolta è stato il Cortex M0, progettato da ARM Holdings, i cui design sono alla base dei processori utilizzati nella maggior parte dei dispositivi mobili, inclusi quelli di Apple e Samsung (vedi La legge di Moore sta diventando irrilevante). L'M0 è un semplice chip utilizzato da ARM come punto di riferimento per testare il potenziale per progetti più potenti, afferma il direttore senior del design digitale di SuVolta, David Kidd, che ha guidato l'esperimento M0.

SuVolta afferma di lavorare con il produttore di chip United Microelectronics, con sede a Taiwan, su un processo di produzione che potrebbe essere utilizzato per i chip mobili. E la scorsa settimana, Fujitsu ha annunciato che ha iniziato a produrre in serie un chip di elaborazione delle immagini destinato alle fotocamere digitali utilizzando la tecnologia SuVolta. Thompson afferma che la sua azienda ha altre quattro partnership riservate con produttori di chip.

La tecnologia di SuVolta consente di risparmiare energia riducendo la variabilità nelle prestazioni di diversi transistor sullo stesso chip. Le variazioni derivano da piccole fluttuazioni nel materiale di cui è composto un chip e fanno sì che alcuni transistor richiedano tensioni più elevate di altri per funzionare correttamente. Ciò spreca energia perché la tensione complessiva di un chip deve essere impostata a un livello sufficientemente alto da consentire a tutti i transistor di funzionare, facendo sì che molti ottengano più del necessario.

Il design di SuVolta riduce la variazione tra i transistor modificando il canale di un transistor, che consente o blocca il flusso di corrente quando un transistor si accende e si spegne. Aggiungendo tracce di composti che modificano le proprietà elettriche del silicio, SuVolta divide il canale di un transistor in tre strati. L'interazione elettrica di questi tre strati rende i transistor ampiamente resistenti alle cause di variazione delle tensioni di cui hanno bisogno per funzionare.

Il nuovo design del transistor di SuVolta può essere realizzato da linee di produzione esistenti senza grandi cambiamenti. Ciò è in contrasto con un design di transistor 3-D più complesso chiamato FinFET, introdotto da Intel e adottato anche dai suoi concorrenti (vedi transistor 3-D). Gli impianti di fabbricazione di chip richiedono importanti ristrutturazioni per gestire tale tecnologia.

Tuttavia, la tecnologia di SuVolta non aumenterà le prestazioni tanto quanto i transistor FinFET. Mike Demler, analista del Linley Group, una società di ricerca sui semiconduttori, ritiene che limiterà le incursioni che la tecnologia di SuVolta farà nei dispositivi mobili. Il transistor funzionerà, ma otterrai sempre un circuito più lento rispetto ai FinFET, dice.

Thompson di SuVolta ribatte che non ci sono ancora telefoni cellulari sul mercato con chip basati su FinFET e che passerà molto tempo prima che appaiano in altre aree in rapida crescita dell'informatica mobile e compatta. Nessuno sta parlando dell'utilizzo dei FinFET nei dispositivi smart watch recentemente annunciati da Samsung e Qualcomm, o per l'Internet of Things, dice.

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