 |
เทคโนโลยีใหม่นี้ใช้คุณสมบัติทางกลศาสตร์ควอนตัมในการแปลงข้อมูลสัญญาณไฟฟ้าให้เป็นสนามแม่เหล็กขนาดเล็กเพื่อบันทึก ภาพ: โทโมอากิ นากัตสึจิ/มหาวิทยาลัยโตเกียว |
จากการวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร วิทยาศาสตร์ Science พบว่า ยุคของคอมพิวเตอร์ที่เร็วเป็นพิเศษและประหยัดพลังงานแบตเตอรี่เป็นพิเศษกำลังใกล้เข้ามา ความก้าวหน้านี้เกิดขึ้นได้จาก "สวิตช์ควอนตัมแบบไม่ลบเลือน" ที่คิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโตเกียว (ประเทศญี่ปุ่น)
ส่วนประกอบใหม่นี้มีศักยภาพในการเพิ่มความเร็วในการประมวลผลของไมโครชิปได้สูงสุดถึง 1,000 เท่า ที่สำคัญคือ ระบบนี้ไม่ก่อให้เกิดความร้อนใดๆ ในระหว่างการทำงานเลย
จากคำอธิบายของทีมวิจัย ชิปซิลิคอนแบบดั้งเดิมนั้น กระแสไฟฟ้าต้องไหลผ่านวงจรอย่างต่อเนื่องเพื่อประมวลผลข้อมูล (บิต 0 และ 1) ซึ่งก่อให้เกิดแรงเสียดทานอย่างมากและทำให้เครื่องร้อนจัดอย่างรวดเร็ว
นี่คือข้อจำกัดทางเทคโนโลยีในปัจจุบันที่ขัดขวางไม่ให้วิศวกรเพิ่มความเร็วของชิปได้อีกต่อไป เนื่องจากเครื่องจะร้อนเกินไปและทำให้วงจรไหม้ ชิ้นส่วนใหม่นี้ได้แก้ไขปัญหานี้ได้อย่างสมบูรณ์แล้ว แทนที่จะใช้กระแสไฟฟ้า อุปกรณ์นี้ใช้คุณสมบัติทางแม่เหล็ก (เรียกว่าสปิน) ของอิเล็กตรอนในการจัดเก็บข้อมูล
 |
ในอนาคต ศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่เช่นของ Google จะใช้ทรัพยากรเพียง 1% ของที่ใช้ในปัจจุบันเท่านั้น ภาพ: Alastair Wiper |
ส่วนประกอบนี้ประกอบด้วยวัสดุหลักสองชั้น ได้แก่ แทนทาลัมและแมงกานีส เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านชั้นแทนทาลัม ระบบจะจัดเก็บข้อมูลในชั้นแมงกานีสทันทีในรูปของสนามแม่เหล็กขนาดเล็ก สนามแม่เหล็กเหล่านี้คือข้อมูลที่ถูกจัดเก็บโดยไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายไฟอย่างต่อเนื่อง ด้วยหลักการอันชาญฉลาดนี้ สิ่งประดิษฐ์ใหม่นี้จึงประหยัดพลังงานได้มากกว่าการออกแบบชิปในปัจจุบันถึง 100 เท่า
"กล่าวโดยสรุป ศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ของ Google ในปัจจุบันใช้ไฟฟ้ามากพอที่จะจ่ายไฟให้กับบ้านเรือน 80,000 หลัง แต่ในอนาคตจะต้องการไฟฟ้าเพียงแค่บ้าน 800 หลังเท่านั้น ในทำนองเดียวกัน MacBook Pro สามารถใช้งานได้นานถึงสามเดือนด้วยการชาร์จเพียงครั้งเดียว" ตัวแทนจากทีมวิจัยกล่าวกับ Nikkei
ในห้องปฏิบัติการ ชิ้นส่วนใหม่นี้ทำความเร็วในการประมวลผลได้สูงเป็นประวัติการณ์ เพียง 40 พิโควินาที (น้อยกว่าหนึ่งในพันล้านของวินาที) เร็วกว่าชิปซิลิคอนทั่วไปถึง 1,000 เท่า อุปกรณ์นี้ยังมีความทนทานอย่างเหลือเชื่อ ทำงานได้อย่างเสถียรหลังจากทดสอบมากกว่า 100 พันล้านครั้ง ที่น่าทึ่งคือ นักวิทยาศาสตร์ค้นพบข้อค้นพบที่สำคัญ: ยิ่งชิ้นส่วนมีขนาดเล็กลงเท่าใด เครื่องก็จะทำงานได้เร็วขึ้นและราบรื่นขึ้นเท่านั้น
หากนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในทางปฏิบัติ จะเปลี่ยนแปลงโฉมหน้าของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์อย่างสิ้นเชิง ไฟล์ข้อมูลขนาดใหญ่ที่ปัจจุบันใช้เวลาประมวลผลเป็นชั่วโมง จะสามารถประมวลผลได้ภายในเวลาเพียงหนึ่งวินาที
อย่างไรก็ตาม เส้นทางจากห้องปฏิบัติการไปสู่การผลิตเชิงพาณิชย์ในปริมาณมากยังคงยาวไกล ตัวแทนของทีมวิจัยระบุว่า การผลิตชิ้นส่วนเพียงชิ้นเดียวนั้นแตกต่างอย่างมากจากการรักษาการผลิตในระดับอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่องในขนาดใหญ่
คาดว่าชิปต้นแบบตัวแรกที่ใช้เทคโนโลยีนี้จะปรากฏขึ้นในปี 2030 ผู้บริโภคจะต้องรออีกหลายปีหลังจากนั้นจึงจะสามารถเป็นเจ้าของอุปกรณ์เชิงพาณิชย์ได้
ที่มา: https://znews.vn/cong-nghe-giup-laptop-chay-3-thang-khong-can-sac-post1653053.html
การแสดงความคิดเห็น (0)