磁铁的关键在于降低功耗和芯片的热量。在一起,也许,我们会有一个全新的电路…
许多人预测,电力将摩尔定律带来的问题。权力产生热量,热量可以破坏芯片,所以有两条路径前进,第一个是减少热量和第二个是让芯片。好像磁铁可能是常见的两种方法的关键。
磁晶体管
新工作由加州大学伯克利分校研究人员很快将改变现代电子产品的基石nanomagnetic开关一个可行的替代传统晶体管的发现,在所有电脑。
像电流穿过一条钽,电子相反的旋转分离。研究人员使用产生的极化创建nanomagnetic开关晶体管,可能有一天取代电脑。(图片由Debanjan Bhowmik,加州大学伯克利分校)
是从汤姆斯晶体管一直在消耗更大的块的权力越来越高温处理速度增长。十几年来,研究人员一直在追求磁铁代替晶体管切换时因为他们需要少得多的能量。然而,直到现在,生成所需的能量磁场东方磁铁,所以他们可以很容易地时钟,否定了的节约能源已经被远离了晶体管。
加州大学伯克利分校研究人员克服这种限制利用的特殊属性罕见,重金属钽。
研究人员创建了一个所谓的自旋霍尔效应通过nanomagnets放置在钽丝的顶端,然后发送一个电流通过金属。电子在当前将随机顺时针或逆时针方向旋转。当电流通过钽的原子核心,金属的物理性质自然排序根据电子对立的方向旋转。这就产生了极化的研究人员利用磁铁在切换逻辑电路不需要一个磁场。
“这是一个突破推动低功率计算,“研究首席研究员Sayeef萨拉赫丁,加州大学伯克利分校电气工程和计算机科学的助理教授。“我们现在看到的功耗是10000倍低于nanomagnetic最先进的方案计算。我们的实验是磁铁的概念证明有一天成为一个现实的替代晶体管。”
越来越热的芯片
麻省理工学院的研究人员和在澳大利亚可能发现了一个低功率增加冷却方式改善传热机制。
系统利用泥浆磁铁矿的微小粒子,氧化铁的一种形式。磁铁矿nanofluid流过管,被磁铁放在管的外面。
根据林文胡,麻省理工的核反应堆实验室副主任的磁铁吸引粒子靠近加热表面“管,大大提高流体的热量的传递,通过管的墙壁,到外面的空气。没有磁铁,流体的行为就像水一样,没有改变其冷却特性。但随着磁铁,传热系数高,她说——在最好的情况下,约300%比白开水。
“我们非常惊讶”级的改进,胡锦涛说。
传统方法来增加冷却系统采用传热特性,比如鳍和沟槽的表面管道,增加其表面积。提供了一些改善传热,但比不上磁性粒子。此外,制造这些特性可以是昂贵的。
胡锦涛解释,解释为新系统的改善,磁场会导致粒子聚集,可能形成链状结构的管靠近磁铁,扰乱流动,增加了当地的温度梯度。
虽然这种想法被提出过,但从未得到证实,胡锦涛说。“这是第一个我们知道这个实验的演示工作,”她说。
可能有许多申请这样一个系统,雅格布Buongiorno,麻省理工,核科学与工程副教授说:“你能想到的其他系统要求不一定全系统冷却,但局部冷却。“例如,芯片和其它电子系统可能受到强烈加热的区域。新设备如“芯片上的实验室”微系统也可以受益于这种选择性冷却,他说。
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