განმარტა: როგორ შეუძლია IIT-ის მიღწევამ დაგეხმაროთ თქვენი ელექტრონული გაჯეტების სიცოცხლის გახანგრძლივებაში
გაჯეტის ეფექტურობისა და გამძლეობის გაზრდის მიზნით, მიკროჩიპების სხვადასხვა კომპონენტები ოპტიმალურად უნდა იყოს დაპროექტებული, რათა მინიმუმამდე დაიყვანოს ცვალებად ან არასტაბილურ დენის მიწოდებით გამოწვეული დანაკარგები.
დაფინანსების ვარიანტების რეკლამა დგას ტაბლეტების, ლეპტოპების და კომპიუტერების გვერდით, რომლებიც ნაჩვენებია Croma electronics-ის მეგამაღაზიაში მუმბაიში (ფოტოგრაფი: Vivek Prakash/Bloomberg) IIT-Mandi-სა და IIT-Jodhpur-ის მკვლევარები აცხადებენ, რომ მიაღწიეს გარღვევას ელექტრონული გაჯეტების სიცოცხლისა და მუშაობის გახანგრძლივებაში, როგორიცაა მობილური ტელეფონები და ლეპტოპები. ჩვენ განვმარტავთ გარღვევის მნიშვნელობას.
რა არის გარღვევა?
მკვლევარები ამბობენ, რომ თანამედროვე გაჯეტებში ელექტრონული სქემები აგრძელებენ შემუშავებას ათწლეულების წინ შემუშავებული კონცეფციების მიხედვით, მიუხედავად მიკროჩიპების ბუნების ევოლუციისა. გაჯეტის ეფექტურობისა და გამძლეობის გაზრდის მიზნით, მიკროჩიპების სხვადასხვა კომპონენტები ოპტიმალურად უნდა იყოს დაპროექტებული, რათა მინიმუმამდე დაიყვანოს ცვალებად ან არასტაბილურ დენის მიწოდებით გამოწვეული დანაკარგები.
ამისათვის მკვლევარებმა შემოგვთავაზეს მათემატიკური ინსტრუმენტი, რომელსაც შეუძლია ზუსტად გააანალიზოს ეს დანაკარგები და დაეხმაროს უკეთესი დიზაინის შექმნას.
როგორ ანგრევს მოწყობილობას ელექტრომომარაგება?
დღევანდელი მობილურები და კომპიუტერები იყენებენ ძალიან ფართომასშტაბიანი ინტეგრაციის (VLSI) ტექნოლოგიას, რომელშიც მილიონობით ტრანზისტორები შეიძლება განთავსდეს ერთ სილიკონის მიკროჩიპზე (მაგ. მიკროპროცესორები და მეხსიერების ჩიპები). ასევე, ერთ ჩიპს აქვს როგორც ციფრული, ასევე ანალოგური კომპონენტები.
ასეთი მიკროჩიპები იკვებება პირდაპირი დენის მიწოდებით, ხშირად ჩაშენებული ბატარეიდან. მიუხედავად იმისა, რომ ასეთ ბატარეას შეიძლება ჰქონდეს დაბალი ძაბვა (ჩვეულებრივ, 3,7 ვოლტი მობილურ ტელეფონებში), მიკროჩიპის ნაწილები მუშაობს კიდევ უფრო დაბალ ძაბვაზე.
ტრანზისტორი შეიძლება იყოს 7 ნანომეტრამდე (ადამიანის დნმ-ის ჯაჭვი 2,5 ნანომეტრი სიგანისა) და სამუშაოდ მოითხოვს წუთ ძაბვას. ასეთ შემთხვევაში, ელექტროენერგიის უმნიშვნელო მატებამ და რყევებმაც კი შეიძლება მნიშვნელოვნად გააუარესოს მიკროჩიპის მუშაობა დროთა განმავლობაში. ელექტროენერგიის მიწოდების რყევები, რომელსაც ეწოდება ელექტრომომარაგების ხმაური, ხდება მრავალი ფაქტორის გამო და გარდაუვალად ითვლება ელექტრონულ სისტემებში.
ᲨᲔᲛᲝᲒᲕᲘᲔᲠᲗᲓᲘ ᲔᲮᲚᲐᲕᲔ :Express-მა განმარტა ტელეგრამის არხი
კიდევ რამდენად მნიშვნელოვანია კვლევა?
პირველი თაობის კომპიუტერები, რომლებიც აშენდა 1940-იან და 50-იან წლებში, იყენებდა ვაკუუმურ მილებს, როგორც მეხსიერების და დამუშავების ძირითად კომპონენტებს. ამან ისინი გახადა ნაყარი და ძვირი. 60-იანი წლების დასაწყისში ვაკუუმური მილები შეიცვალა ტრანზისტორებით, რევოლუციური ტექნოლოგია, რამაც კომპიუტერები უფრო პატარა, იაფი და ენერგოეფექტური გახადა.
რამდენიმე წლის შემდეგ, ტრანზისტორები შეიცვალა ინტეგრირებული სქემებით, ანუ მიკროჩიპებით, რომლებსაც ჰქონდათ რამდენიმე ტრანზისტორი ერთ ჩიპზე. საბოლოოდ, 70-იან წლებში დაინერგა VLSI ტექნოლოგია, რამაც შესაძლებელი გახადა ათასობით ტრანზისტორისა და სხვა ელემენტების ერთ სილიკონის ჩიპზე ჩართვა.
მას შემდეგ გამოთვლითი მოწყობილობები სულ უფრო და უფრო ჩქარდება, რადგან ტრანზისტორების ზომა სულ უფრო მცირდება და უფრო მეტი მათგანი შეიძლება ჩამონტაჟდეს ერთ ჩიპზე. ამ ტენდენციას ეწოდა 'მურის კანონი', რომელსაც დაერქვა Intel-ის თანადამფუძნებლის გორდონ მური, რომელმაც 1965 წელს დააფიქსირა, რომ მიკროჩიპებზე ტრანზისტორების სიმკვრივე ორ წელიწადში ერთხელ ორმაგდება.
მაგრამ ამ წინსვლამ, როგორც ჩანს, მიაღწია თავის ზღვარს, რადგან ტრანზისტორების ზომა უკვე შემცირდა რამდენიმე ნანომეტრამდე სიგანეში და ძნელია მისი შემდგომი შემცირება. ასეთ სცენარში, ელექტრონიკის ინდუსტრია იწყებს ყურადღების გადატანას სიჩქარის გაზრდიდან ჩიპების ეფექტურობის გაზრდაზე და მათი ენერგიის მოხმარების შემცირებაზე.
სად გამოქვეყნდა კვლევა?
კვლევა სახელწოდებით „ინსპექტირებაზე დაფუძნებული მეთოდი N-პორტის სქემებში დეტერმინისტული ხმაურის გასაანალიზებლად“ ცოტა ხნის წინ გამოქვეყნდა ელექტრული და ელექტრონიკის ინჟინრების ინსტიტუტში (IEEE) სქემების და სისტემების ღია ჟურნალში. მისი ავტორები იყვნენ ჰიტეშ შრიმალი და ვიჯენდერ კუმარ შარმა IIT-Mandi-დან და Jai Narayan Tripathi IIT-Jodhpur-დან. კვლევა ელექტრონიკისა და საინფორმაციო ტექნოლოგიების სამინისტრომ (MeitY) დააფინანსა.
ᲒᲐᲣᲖᲘᲐᲠᲔᲗ ᲗᲥᲕᲔᲜᲡ ᲛᲔᲒᲝᲑᲠᲔᲑᲡ:
