הטכנולוגיה מאפשרת למחשבים ניידים לפעול במשך 3 חודשים ללא טעינה.

טכנולוגיה חדשה זו משתמשת בתכונות מכניות קוונטיות כדי להמיר מידע של אותות חשמליים לשדות מגנטיים זעירים לצורך הקלטה. צילום: טומואקי נאקאטסוג'י/אוניברסיטת טוקיו .

על פי מחקר חדש שפורסם בכתב העת המדעי Science , עידן המחשבים המהירים במיוחד והחסכוניים ביותר בסוללה מתקרב. התקדמות זו נובעת מסוג של "מתג קוונטי לא נדיף" שהומצא על ידי מדענים מאוניברסיטת טוקיו (יפן).

לרכיב החדש יש פוטנציאל להגביר את מהירות העיבוד של המיקרו-שבב עד פי 1,000. ראוי לציין כי המערכת אינה מייצרת חום כלל במהלך הפעולה.

לפי ההסבר של צוות המחקר, בשבבי סיליקון מסורתיים, הזרם חייב לזרום ברציפות דרך המעגלים כדי לעבד נתונים (ביטים 0 ו-1). זה יוצר חיכוך משמעותי וגורם להתחממות יתר מהירה של המכשיר.

זוהי מגבלה טכנולוגית נוכחית המונעת מהמהנדסים להגביר עוד יותר את מהירות השבב, שכן המכונה תחמם יתר על המידה ותשרוף את המעגלים. הרכיב החדש פתר את הבעיה הזו לחלוטין. במקום להשתמש בזרם חשמלי, המכשיר מנצל את התכונות המגנטיות (הנקראות ספין) של אלקטרונים כדי לאחסן מידע.

בעתיד, מרכזי נתונים ענקיים כמו של גוגל יצרכו רק 1% מהמשאבים שהם יצרכו כיום. צילום: אליסטר וויפר.

רכיב זה מורכב משתי שכבות עיקריות של חומר: טנטלום ומנגן. כאשר זרם חשמלי זורם דרך שכבת הטנטלום, המערכת מאחסנת מיד מידע בשכבת המנגן בצורת שדות מגנטיים זעירים. שדות מגנטיים אלה הם הנתונים המאוחסנים ללא צורך באספקת חשמל רציפה. הודות לעיקרון חכם זה, ההמצאה החדשה חוסכת עד פי 100 יותר אנרגיה מאשר עיצובי שבבים נוכחיים.

"במילים פשוטות, מרכז נתונים ענק של גוגל צורך כיום מספיק חשמל כדי להפעיל 80,000 משקי בית; בעתיד, הוא יזדקק רק לחשמל של 800 בתים. באופן דומה, מקבוק פרו יוכל לפעול במשך שלושה חודשים בטעינה אחת", אמר נציג צוות המחקר לניקיי.

במעבדה, הרכיב החדש השיג מהירות עיבוד שיא של 40 פיקוסונדות בלבד (פחות ממיליארדית השנייה), מהירה פי 1,000 משבבי סיליקון קונבנציונליים. המכשיר גם עמיד להפליא, ופועל ביציבות לאחר יותר מ-100 מיליארד בדיקות. באופן יוצא דופן, מדענים גילו ממצא מכריע: ככל שהרכיב קטן יותר, כך המכונה פועלת מהר וחלקה יותר.

אם תיושם בפועל, טכנולוגיה זו תשנה לחלוטין את פני תעשיית האלקטרוניקה. קבצי נתונים גדולים שלוקחים כיום שעה לעיבוד ייפתרו תוך שנייה אחת בלבד.

עם זאת, הדרך מהמעבדה לייצור מסחרי המוני עדיין ארוכה מאוד. נציגי צוות המחקר ציינו כי ייצור רכיב בודד שונה מאוד מקיום ייצור תעשייתי עקבי בקנה מידה גדול.

אבות הטיפוס הראשונים של שבבים המשתמשים בטכנולוגיה זו צפויים להופיע בשנת 2030. צרכנים יצטרכו להמתין עוד כמה שנים לאחר תאריך זה כדי להחזיק במכשירים מסחריים.

מקור: https://znews.vn/cong-nghe-giup-laptop-chay-3-thang-khong-can-sac-post1653053.html