211service.com
Laveffekttransistorer kan øge batterilevetiden for bærbar computer
En ny måde at designe chips på kunne løse et af de største problemer, som bærbare computere som Google Glass og Samsungs smartwatch står over for – deres batterier skal generelt genoplades hver dag.
Effektivitet indeni: Denne Fujitsu-chip til behandling af billeder i digitale kameraer er den første i produktion baseret på et nyt transistordesign, der giver betydelige strømbesparelser.
Det nye design kommer fra SuVolta , som siden 2006 har arbejdet på dramatisk at forbedre energieffektiviteten af transistorer, den grundlæggende komponent i computerchips. Virksomheden har modtaget 62 millioner dollars i venturefinansiering. Kl på branchekonferencen Hot Chips i Californien i sidste måned viste SuVolta resultater fra et eksperiment, hvor dens teknologi blev brugt til at lave en version af en eksisterende chip. SuVoltas version forbrugte halvdelen af strømmen af originalen, mens den kørte med samme hastighed. Den kan fungere 35 procent hurtigere end den konventionelle chip, hvis den bruger den samme strøm.
SuVoltas teknologi er ikke egnet til at lave meget højtydende processorer, men virksomhedens teknologichef, Scott Thompson, siger, at den passer godt til de batteridrevne computere, der er mest populære i dag. Computing handler ikke længere om at tjene $200 CPU'er, siger Thompson og henviser til processorerne i hjertet af traditionelle pc'er. Det er omkring $100 mobiltelefoner og bærbare enheder.
Chippen, der fik en opgradering fra SuVolta, var Cortex M0, designet af ARM Holdings, hvis design understøtter de processorer, der bruges i de fleste mobile enheder, inklusive dem fra Apple og Samsung (se Moore's Law Is Becoming Irrelevant). M0 er en simpel chip, der bruges af ARM som benchmark til at teste potentialet for mere kraftfulde designs, siger SuVoltas seniordirektør for digitalt design, David Kidd, der ledede M0-eksperimentet.
SuVolta siger, at det samarbejder med chipproducenten United Microelectronics, der er baseret i Taiwan, om en fremstillingsproces, der kunne bruges til mobile chips. Og i sidste uge, Det meddelte Fujitsu at det er begyndt at masseproducere en billedbehandlingschip beregnet til digitale kameraer ved hjælp af SuVoltas teknologi. Thompson siger, at hans virksomhed har fire andre ikke-oplyste partnerskaber med chipproducenter.
SuVoltas teknologi sparer strøm ved at reducere variabiliteten i ydeevnen af forskellige transistorer på den samme chip. Variationerne stammer fra mindre udsving i det materiale, en chip er lavet af, og får nogle transistorer til at kræve højere spændinger end andre for at fungere korrekt. Det spilder strøm, fordi en chips samlede spænding skal indstilles på et niveau, der er højt nok til, at alle transistorer kan fungere, hvilket får mange til at få mere, end de har brug for.
SuVoltas design reducerer variationen mellem transistorer ved at modificere kanalen på en transistor, som enten tillader eller blokerer strømstrømmen, når en transistor tænder og slukker. Ved at tilføje spormængder af forbindelser, der justerer siliciums elektriske egenskaber, opdeler SuVolta en transistors kanal i tre lag. Det elektriske samspil mellem disse tre lag gør transistorer stort set modstandsdygtige over for årsagerne til variation i de spændinger, de skal bruge for at fungere.
SuVoltas nye transistordesign kan laves af eksisterende produktionslinjer uden større ændringer. Det er i modsætning til et mere komplekst 3-D-transistordesign kaldet FinFET, som er banebrydende af Intel og også bliver adopteret af sine konkurrenter (se 3-D-transistorer). Spånfabrikker kræver større ombygninger for at håndtere denne teknologi.
SuVoltas teknologi vil dog ikke øge ydeevnen så meget som FinFET-transistorer gør. Mike Demler, en analytiker hos Linley Group, et halvlederforskningsfirma, mener, at det vil begrænse det indtog, som SuVoltas teknologi vil gøre i mobile enheder. Transistoren vil virke, men du vil altid få et langsommere kredsløb sammenlignet med FinFET'er, siger han.
SuVoltas Thompson imødegår, at der stadig ikke er nogen mobiltelefoner på markedet med FinFET-baserede chips, og at det vil vare lang tid, før de dukker op i andre, hurtigt voksende områder inden for mobil og kompakt computing. Ingen taler om at bruge FinFET'er i de smarte ur-enheder, der for nylig blev annonceret af Samsung og Qualcomm, eller til Internet of Things, siger han.