Transistor a onde per abbattere il consumo energetico dei PC

Si tratta di una scoperta fatta dal team di Kang Wang, ricercatore dell’Università della California. Un sistema per processare informazioni tramite gli elettroni senza farli muovere, aprendo le porte ad una ricerca per prossime applicazioni commerciali, che potrebbero portare a processori del computer molto più efficienti in termini di prestazioni, con consumi energetici estremamente ridotti.

Per capire di che stiamo parlando è necessario fare un piccolo passo indietro. Ovvero ai problemi che caratterizzano lo spostamento delle informazioni tra i transistor che compongono i chip, che a loro volta compongono i processori dei computer.

Ora questo spostamento di informazioni, che poi viene processato per permettere l’elaborazione dei dati che sta alla base di qualsiasi operazione di un processore, avviene fisicamente tramite cariche elettriche: flussi di elettroni che si spostano da una parte ad un’altra.

Questo sistema di trattamento dell’informazione va incontro a due limiti.

  1. Il primo riguarda le prestazioni dei processori, il cui potenziamento nel tempo è dipeso dal moltiplicarsi e il rimpicciolirsi dei transistor all’interno dei chip. Ciò ha portato ad un punto in cui è estremamente difficile che piccolissimi transistor vicini siano identici, con minime variazioni che influiscono sul flusso di elettroni e sull’efficienza del processore;
  2. Il secondo problema è invece inerente al consumo energetico, in quanto lo spostamento fisico degli elettroni, come si immagina con facilità, produce un’elevata perdita energetica data dalla trasformazione in calore.

Qui si inserisce una nota alternativa su cui punta la scoperta del gruppo di Wang. Oltre alla loro carica elettrica, gli elettroni hanno un’altra caratteristica chiamata SPIN (rotazione), che può essere a sua volta utilizzata per trasportare l’informazione. Sfruttando questa proprietà, i dati potrebbero, anziché essere “trasportati” dagli elettroni, attraversarli attraverso un onda.

Ciò che finora aveva impedito di utilizzare questa alterativa, era l’assenza di un sistema efficace di lettura dell’informazione trasmessa attraverso l’onda. Ed è proprio questa la scoperta fatta da Wang: porte logiche in grado di interpretare l’informazione, generata attraverso sollecitazioni magnetiche, e trasmesse attraverso un mare di elettroni.

Un sistema che ora sta cercando soluzioni ottimali per essere usato in serie, in modo da formare chip, e che potrebbe permettere effettivamente un balzo in avanti per quanto riguarda le rese dei processori, e un abbattimento del loro consumo energetico.

1 dicembre 2008
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