В современных компьютерных процессорах используются полупроводниковые микросхемы, состоящие из миллиардов отдельных транзисторов, каждый из которых может перегреваться под нагрузкой, что приводит к резкому снижению производительности. Для решения этой проблемы группа исследователей из Университета штата Пенсильвания разработала микроскопический термометр, размером меньше муравьиной антенны, который можно интегрировать в микросхему для точного отслеживания температуры. Сверхбыстрое отслеживание температуры на микросхемах Используя передовой класс материалов толщиной всего в несколько атомов, известных как двумерные (2D) материалы, команда создала датчики, способные различать незначительные изменения температуры всего за 100 наносекунд — в миллионы раз быстрее, чем моргание глаза. Чрезвычайно компактная структура датчиков позволяет интегрировать множество из них непосредственно на один компьютерный чип, обеспечивая, по словам исследователей, невероятно эффективный мониторинг температуры. Команда подробно описала свою работу в статье, опубликованной в журнале Nature Sensors. По словам Саптарши Даса, профессора инженерных наук имени Экли, профессора инженерных наук и механики в Университете штата Пенсильвания и ведущего автора статьи, точный мониторинг температуры транзисторов — крошечных устройств, управляющих потоком электричества в цепи, — в настоящее время является одним из наиболее сложных аспектов разработки компьютерных чипов или высокопроизводительных интегральных схем. «Эти чипы быстро нагреваются во время использования, но датчики, отслеживающие их температуру, не встроены в чип», — сказал Дас. «Один из главных вопросов, который волновал исследователей, заключался в том, возможно ли интегрировать датчики температуры непосредственно в чипы, что позволило бы получать более быстрые и точные показания». Для достижения этой цели датчик температуры должен быть невероятно маленьким, поскольку традиционные датчики слишком велики и громоздки, чтобы поместиться непосредственно на чипе, пояснил Дас. Миниатюризация датчиков с использованием новых двумерных материалов. Чтобы уменьшить размеры своих датчиков до термометров размером всего в один квадратный микрометр или плитку, в несколько тысяч раз меньшую, чем ширина человеческого волоса, команда использовала новый класс двумерных материалов — биметаллические тиофосфаты , — которые ранее не применялись в тепловых датчиках. По словам Даса, отличительные свойства этого материала, в частности, способность ионов эффективно перемещаться даже при воздействии электрического тока, позволяют датчикам демонстрировать сильную температурную зависимость, даже при чрезвычайно малых размерах. Это означает, что физические свойства материала могут динамически изменяться по мере повышения или понижения температуры. «Моя исследовательская группа активно работает с двумерными материалами, поскольку Университет штата Пенсильвания считается лидером в этой области исследований», — сказал Дас. «Мы обнаружили, что, используя этот класс материалов, мы можем разработать термодатчики, которые очень быстрые, маломощные и действительно миниатюрные, так что их можно разместить множество на одном чипе». Соединение ионов и электронов для сенсорики По словам Дипанджана Сена, аспиранта в области инженерных наук и первого автора статьи, этот двумерный материал может «объединять» перенос как ионов, так и электронов — субатомных частиц, которые играют разные роли в передаче энергии. Хотя улучшение потока электронов может привести к созданию более мощных устройств, более эффективное регулирование ионов в системе может улучшить управление тепловыми процессами и мониторинг, поскольку эти частицы чрезвычайно чувствительны к теплу. Такое соединение позволяет крошечным датчикам работать, используя те же электрические токи, что и весь чип, а это значит, что они могут обеспечивать чрезвычайно точные показания температуры, не оказывая при этом заметного влияния на производительность чипа. Дас объяснил, что понимание этой взаимосвязи стало ключом к интеграции датчиков непосредственно на чип. «То, что обычно нежелательно в промышленности для транзисторов, на самом деле отлично подходит для измерения температуры, поэтому мы действительно постарались использовать это в нашей конструкции», — сказал Дас. «Вместо того чтобы пытаться удалить эти ионы из системы, мы используем их в своих интересах. Сочетание этих ионов для измерения температуры и электронов для считывания этих тепловых данных позволяет нам получить чрезвычайно точное, но компактное устройство». Производство тысяч датчиков на одном чипе Команда использовала передовые приборы в лаборатории нанофабрикации Института материаловедения для изготовления датчиков и размещения тысяч из них на одном компьютерном чипе. Датчик не только более чем в 100 раз меньше, чем другие передовые конструкции датчиков, но и до 80 раз энергоэффективнее традиционных кремниевых систем, поскольку не требует дополнительной схемы или преобразователей сигналов. Дас заявил, что, по его мнению, разработанные командой датчики можно интегрировать с существующими технологиями для повышения эффективности и стабильности работы компьютера. В дальнейшем команда планирует продолжить разработку и изучить новые возможности применения двумерных материалов в проектировании датчиков. По словам Даса, это исследование может послужить основой для разработки будущих датчиков, способных измерять химическую, оптическую или физическую информацию в невероятно компактном формате. «Это концептуальное подтверждение работоспособности данной конструкции — её можно миниатюризировать, она потребляет мало энергии и может стать следующим шагом в интеграции мониторинга температуры непосредственно в микросхемы», — сказал Дас....
Сообщает android-robot.com
Поделиться новостью:
Топ новости часа
Топ новости часа- Установить зарядной станции для электромобиля правильно...
- Американский певец Джейсон Деруло повторил скандальный номер Егора Крида, из-за которого тот конфликтовал с Екатериной Мизулиной...
- Pantum расширяет линейку для бизнеса: представлены новые А3 МФУ серии UTILITY с фокусом на безопасность и эффективность...
- Футбольный тренер Жозе Моуринью оставил счёт почти на 1 млн долларов за номер в Four Seasons после ухода из "Фенербахче"...
- Учёные нашли решение проблемы снижения безопасности ИИ при оптимизации для маломощных устройств...
- Сплиттер на автомобиль – что это и зачем он нужен...
06:07, 27 Ноя Редкие минеральные побочные продукты обеспечивают устойчивый стимул для инноваций в бетоне Исследователи Университета Флиндерса превращают отходы горнодобывающей промышленности в мощный инструмент устойчивого строительства, доказывая, что высококачественные строительные материалы можно получать из неожиданных источников. Доктор Алиакбар Г...
14:07, 28 Ноя AirPods научились следить за осанкой: как работает мониторинг наклона головы в наушниках Apple Современные наушники давно перестали быть просто аксессуаром для прослушивания музыки. Производители оснащают их множеством датчиков и систем отслеживания, которые в обычных ситуациях остаются незаметными. Иногда эти скрытые возможности открывают пу...
14:14, 10 Дек Разработка технической карты сварки В производстве и строительстве ключевым фактором безопасности и качества является строгое соблюдение технологических процессов. Особенно это актуально для сварочных работ на объектах повышенной опасности, где малейшее отклонение от нормы может приве...
14:07, 27 Дек Эти миниатюрные роботы с мышцами из микропузырьков могут избавить нас от операций Такие робот-скаты могут решить многие медицинские проблемы. Команда ученых из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработала уникального микроробота, имитирующего движения ската. Этот «скатобот» размером всего 4 сантиметра представляет собо...
13:36, 18 Дек Матрица судьбы как зеркало жизни и скрытых возможностей Интерес к самопознанию всегда был частью человеческой природы. В разные эпохи люди искали ответы в философии, религии и науке, а сегодня всё чаще обращаются к нумерологии. Одним из самых глубоких и наглядных инструментов считается Матрица судьбы на ...
19:07, 19 Мар Акустические метаматериалы способны передавать сложные сигналы непосредственно между водой и воздухом Исследователи из Института материалов IMDEA в сотрудничестве с Нанкинским и Хуачжунским университетами Китая разработали новый акустический метаматериал, способный передавать сложные звуковые сигналы непосредственно между водой и воздухом. Это дости...
14:07, 22 Фев Они вообще ничего не весят: Audio-Technica представила миниатюрные ATH-SQ1TW2NC с активным шумоподавлением и автономностью до 24 часов Компания Audio-Technica анонсировала новые беспроводные наушники ATH-SQ1TW2NC. Это ультракомпактная модель с активным шумоподавлением. Новинка выполнена в квадратном форм-факторе и ориентирована на комфортное повседневное использование: каждый наушн...
21:07, 03 Ноя Роботы, которые обучаются непосредственно на месте работы: AgiBot впервые внедрила обучение с подкреплением в реальном мире на производстве Компания AgiBot, специализирующаяся на разработке воплощённого интеллекта (embodied intelligence), объявила о первом в мире успешном применении своей технологии обучения с подкреплением в реальных условиях (RW-RL) на производственной линии Longcheer...
06:07, 20 Янв Описана сложная зависимость эффекта Холла от температуры в металлах Учёные из Института науки Токио предложили новую теорию для объяснения необычной температурной зависимости и смены знака аномального эффекта Холла (AHE) в металлах с высокой проводимостью. Аномальный эффект Холла возникает, когда электрический ток, ...
05:07, 21 Окт Климатолог спрогнозировал рост осенней температуры в Москве к концу века Средняя температура осенью в Москве продолжит расти, и к концу века может увеличиться на семь-восемь градусов, утверждают специалисты. Температура в Москве и средней полосе России осенью стабильно повышается, передает ТАСС. Начальник отдела метеорол...
15:07, 22 Авг Мир достигнет критического порога 1,5°C повышения температуры всего через три года В июньском докладе, составленном более чем 60 климатологами, утверждается, что мир достигнет критического порога в 1,5°C повышения температуры всего через три года. Это значит, что углеродный бюджет — объём углекислого газа, который можно ещё выброс...
10:07, 14 Авг Китайский доктор назвал 3 правила для точного измерения температуры тела Инфекционист, руководитель экспертной группы по лечению COVID-19 в городе Шанхае Чжан Вэньхун рассказал россиянам, как правильно мерить температуру бесконтактным термометром. источник:Wikipedia.org По мнению эксперта, голова является самым надежным ...
12:07, 15 Фев Helion Energy установила рекорд температуры плазмы в 150 млн °C и впервые испытала тритий в частном термоядерном устройстве Компания Helion Energy объявила о двух значимых достижениях: её термоядерное устройство Polaris достигло температуры плазмы 150 миллионов градусов Цельсия и стало первым частным аппаратом, протестированным с радиоактивным топливом — тритием. Э...
15:07, 17 Дек CPU, GPU, NPU: чем отличаются разные типы процессоров? Каждый из нас наверняка слышал о процессоре. Вот только мало кто знает, что процессоры тоже бывают разные и отвечают за самые разные задачи. Но чем они отличаются друг от друга, и какие типы процессоров существуют? Давайте разбираться.СодержаниеЦент...
07:07, 25 Мар Чем M5 Pro и M5 Max отличаются от старых процессоров Apple Apple серьёзно переработала архитектуру процессоров в чипах M5 Pro и M5 Max. Мало того, что теперь они собираются по новому, что дало такой прирост производительности, который не вывез MacBook Pro 14, так еще и вместо привычной связки из мощных и эн...
06:07, 08 Сен У Intel снова проблемы с безопасностью процессоров Новая уязвимость даёт доступ к большому количеству личных данных. Всего-лишь 3 месяца прошло со времени вскрытия серьёзных недочётов безопасности в процессорах Intel. Тогда ошибки базировались на недостатках дизайна чипа и злоумышленники получали до...
06:07, 04 Фев Intel официально вступила в гонку ИИ-процессоров Генеральный директор Intel Лип-Бу Тан объявил на саммите Cisco по искусственному интеллекту о запуске производства специализированных графических процессоров (GPU), которые станут ключевым элементом стратегии компании в борьбе за рынок ускорителей д...
09:07, 13 Ноя Как изменилась производительность компьютеров Mac за 5 лет. Сравнение процессоров M1 и M5 Ровно пять лет назад, 10 ноября 2020 года, Apple представила первый процессор собственной разработки для Mac — чип M1. Он стал началом новой эпохи, заменив процессоры Intel и доказав, что энергоэффективность и производительность могут идти рука об р...
18:07, 06 Янв AMD представила серию мобильных процессоров Ryzen AI 400 Компания AMD на CES 2026 представила линейку мобильных процессоров Ryzen AI 400 (Gorgon Point). В серию вошли семь моделей, все они оснащены процессорными ядрами архитектур Zen 5 и Zen 5c, встроенной графикой на архитектуре RDNA 3.5 и ускорителями з...
14:07, 12 Сен Arm представил новые ядра Lumex для мобильных процессоров Компания Arm представила следующее поколение процессорных ядер Lumex C1 с расширенными возможностями ИИ для чипов, которые ориентированы на мобильные устройства. Новые ядра обеспечивают прирост производительности на 25% по сравнению с предыдущей сер...
21:07, 22 Окт Lenovo представила новую линейку Copilot+ PC на базе ИИ-процессоров AMD Ryzen Lenovo представила новое поколение настольных компьютеров ThinkCentre на базе процессоров AMD Ryzen AI 300 и NPU, обеспечивающими производительность до 50 TOPS. В линейку вошли моноблоки (AIO) ThinkCentre neo 55a Gen 6, ThinkCentre neo 55s Gen 6 и T...
04:07, 09 Янв Qualcomm выпустила новые графические драйверы Adreno для ARM-процессоров семейства Snapdragon X Компания Qualcomm выпустила новую версию графического драйвера Adreno под номером 31.0.133.2 для устройств под управлением Windows 11 on ARM на базе процессоров серии Snapdragon X. Обновление направлено на повышение стабильности в популярных играх, ...
17:07, 23 Янв Цены на ПК взлетят в космос? Intel сокращает производство процессоров для настольных компьютеров, теперь в приоритете Xeon и дата-центры Рост цен на персональные компьютеры в ближайшие месяцы будет связан не только с подорожанием памяти. Как заявила Intel, компания перераспределяет производственные мощности своих фабрик от клиентских процессоров в пользу серверных Xeon. Об этом финан...
07:07, 27 Окт Нужно больше игровых процессоров. AMD высокочастотный Ryzen 7 9850X3D и уникальный Ryzen 9 9950X3D2 с огромным объёмом кеш-памяти Кроме бюджетного Ryzen 5 7500X3D компания AMD, похоже, действительно готовит новые топовые игровые CPU, включая один уникальный. Ресурс WCCF Tech говорит, что его собственный источник сообщает об анонсе новинок на CES 2025. Ожидается, что это будут ...
19:07, 13 Мар В России выпустили первую партию серверных процессоров «Иртыш С 632» — аналога Intel Xeon Gold 6338. Судя по архитектуре, он базируются на китайском CPU Loongson Technology Российская компания «Трамплин Электроникс» сообщила о выпуске первой партии опытных образцов серверных процессоров «Иртыш С 632». Процессоры построены на архитектуре LoongArch и предназначены для серверов, систем хранения дан...
20:07, 18 Сен Nvidia и Intel объединяются для создания x86-процессоров с графикой RTX, Nvidia инвестирует в Intel 5 миллиардов долларов Неожиданный поворот в деле финансового оздоровления Intel. На выручку компании, пребывающей в кризисе несколько последних лет, пришла Nvidia: компания Дженсена Хуанга инвестирует в Intel 5 миллиардов долларов путем покупки обыкновенных акций из расч...
22:07, 06 Окт Какими будут совершенно новые процессоры Core Ultra 300, и в частности Core Ultra X. В сети появились параметры процессоров Panther Lake На днях мы узнали, что в рамках линейки процессоров Panther Lake у Intel появятся модели с новым названием - Core Ultra X. Теперь стало понятно, какие именно CPU будут так обозначаться. Фото Videocardz Одно из наших предположений оказалось верным: C...
07:07, 03 Фев Материнские платы ASRock убили пять процессоров Ryzen за один день. Из строя вышли Ryzen 9800X3D, Ryzen 9950X3D, Ryzen 9600X и Ryzen 9700X Ситуация с надежностью новой линейки процессоров AMD переходит в стадию системного кризиса. На форуме Reddit зафиксирован резкий всплеск отчетов о внезапном выходе из строя процессоров Ryzen 9000. Если ранее основное внимание было приковано к флагма...