计算机可以立即运行寒冷,产生无热

今年,晶体管、超导体和芯片设计都取得了效率上的突破。如此之多,以至于我们可能很快就会看到计算机冷态运行。

这几乎只是简单的能量损失,导致热量积聚在电子产品。然而,表面上看来无伤大雅的升温会导致一个双重问题:

首先,能量的损失,表现为发热,降低了机器的计算能力 - 太多的刻意创造,需要高功率能量消失在稀薄的空气,而不是处理数字。其次,数据中心管理者知道,雪上加霜雷竞技电脑网站的是,它的成本钱冷却所有的余热。

出于这两个原因(以及其他一些原因,如生态相关的原因,以及设备寿命(技术随温度变化而分解)),人们正在加大努力,以一种完全消除热量的方式来制造计算机。晶体管、超导体和芯片设计是2018年宣布重大概念突破的三个领域。它们是重要的发展,因此,我们可能很快就会看到效率的终极体现:计算机冷态运行。

室温切换

美国能源部劳伦斯·伯克利国家实验室(伯克利实验室)表示:“晶体管材料中常见的低效率会导致能量损耗。”在本月其网站上的一篇新闻文章中。这“会导致热量积聚和电池寿命缩短”。

该实验室提出,并且表示已成功地证明,要用于一种新的晶体管设计,它说可以的材料称为钠bismuthide(Na3Bi)“带有电荷,在室温接近零损失”。无热,换句话说。晶体管进行切换,并在电子产品所需的其他任务。

新的“异国情调,超薄材料”是一个拓扑晶体管。这意味着该材料具有独特的调谐性能,该小组包括来自澳大利亚莫纳什大学的科学家解释说。它的超导体样,他们说,但不像超级导体,不需要进行冷却。超导,在一些材料中发现,部分地是其中电阻变通过极端冷却消除。

“将更多的晶体管封装到更小的设备中正在接近物理极限。超低能量拓扑电子学是应对现代计算中日益增长的能源浪费挑战的一种潜在解决方案,”伯克利实验室的这篇文章说。

电子自旋与磁性数据

从康斯坦茨德国大学的另一组研究人员说,超级计算机将在不余热建成。该组正致力于电子不产热的输送,并通过超导的一种形式接近它。

“原则上,通过利用电子的磁性,即电子自旋,磁性编码的信息可以在不产生热量的情况下被传输,”他们在《自然》杂志上说该大学网站上的文章本月。所谓的自旋电子学是指电子固有的自旋,也与磁性有关。粗略地说,这门科学利用了电子的另一个维度,从而提高了效率。

但问题是,磁性和无损电流“是不能共存的相互竞争的现象,”文章说。这个问题与电子对在这个过程中如何变得无磁性有关,因此,关键是不能携带磁性编码的信息。

然而,研究人员表示,他们现在已经找到了解决办法。它们利用“特殊的磁性材料”和超导体来结合成对的电子。“具有平行自旋的电子可以通过磁铁与携带超电流的电子对结合,从而使超电流通过更远的距离,”该大学的文章说。

他们说,固有的非加热超导自旋电子学现在可能能够取代从根本上热的半导体技术,换句话说。

芯片上的冷却通道

然后第三个突破,我在11月写过的一篇文章,是关于芯片设计的优化是为了更好地冷却芯片本身

发明者说,应该在芯片表面嵌入“冷却剂可以通过的螺旋或迷宫”来冷却,而不是粘在散热器上。散热器效率低,部分原因是需要热接口材料。

电子可以通过18度被保持冷却器F,且在数据中心的功率使用可通过5%被降低,螺旋冷却芯片科学家宾厄姆顿大学要求。雷竞技电脑网站

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