Il calore servirà per avere processori più efficienti

di Manolo De Agostini, 26 ottobre, 2011 10:18

Controllando la tensione termoelettrica alcuni ricercatori hanno dimostrato che è possibile usare il calore per alimentare i processori o consentire di stoccare dati in memoria in modo più efficiente.

Il calore prodotto dai piccoli processori (purtroppo non possiamo essere più precisi) potrebbe non essere più un problema ma, al contrario, potrebbe servire per alimentare i processori più facilmente o per archiviare i dati in modo più efficiente. 

A dichiararlo sono stati ricercatori del Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), che hanno identificato in queste due possibili applicazioni i benefici della "tensione termoelettrica". Se controllato questo effetto potrebbe essere molto interessante, soprattutto per l'uso di nanogiunzioni - piccoli componenti basati su strutture a tunnel magnetici.

Oggi strutture di questo genere sono già usate in diverse aree, come per esempio le celle di archiviazione magnetica nei chip di memoria non volatile - le cosiddette MRAM, Magnetic Random Access Memories - o come sensori magnetici ad elevata sensibilità per leggere i dati archiviati negli hard disk. In futuro, grazie alla scoperta, potrebbe essere possibile monitorare e controllare le tensioni termoelettriche e le correnti nei circuiti elettronici altamente integrati.

Le strutture a tunnel magnetici consistono di due strati magnetici separati solo da un sottile strato isolante di circa un nanometro - la cosiddetta barriera tunnel. L'orientamento magnetico di due strati all'interno della struttura a tunnel ha una grande influenza sulle proprietà elettriche; se i momenti magnetici dei due strati sono paralleli l'uno con l'altro, la resistenza è bassa; se, al contrario, sono opposti l'uno con l'altro, la resistenza è alta.

Disegno schematico della struttura a tunnel magnetico con tensione termoelettrica

Il cambiamento nella resistenza può superare il 100 percento durante la commutazione della magnetizzazione. In questo modo è possibile controllare la corrente elettrica che scorre attraverso la struttura a tunnel in modo efficiente, semplicemente modificando la magnetizzazione.

Il lavoro svolto dai ricercatori fino a oggi dimostra che, oltre alla corrente elettrica, anche la corrente termica che scorre attraverso la struttura a tunnel può essere influenzata dallo switching della magnetizzazione. Nei loro esperimenti gli scienziati hanno generato una differenza di temperatura tra i due layer magnetici e hanno studiato la tensione elettrica (la cosiddetta tensione termoelettrica) generata in quel momento. È emerso che la tensione termoelettrica dipende dall'orientamento magnetico dei due strati quasi quanto la resistenza elettrica. Cambiando la magnetizzazione, è così possibile controllare la tensione termoelettrica e la corrente termica che scorre attraverso il campione.

In questo modo in futuro si potrebbe usare e convertire l'energia del calore residuo nei circuiti integrati in modo mirato, andando perciò rimuovere uno dei principali problemi che abbiamo a ogni livello nel settore dei chip, ovvero il raffreddamento dei processori integrati. Di certo le aziende che realizzano dissipatori non saranno molto d'accordo, ma speriamo vivamente un giorno di poter avere un computer totalmente passivo e potente, cosa che oggi non è nemmeno pensabile.

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Notizie dal web

 

Commenti dei lettori (15)

1/2 avanti   
Costantine1983 26/10/2011 10:50
+14
Ottimo

Però attenzione a parlare di tunnel altrimenti "l'ill. luminare" Maria Stella ci mette le zampine xD
noce 26/10/2011 10:53
+3
Il calore è da sempre lo stato più degradato dell'energia e va quasi sempre disperso. Buona notizia sapere che si sta lavorando per riconvertire il calore in energia. Spero solo che non si pensi che più un processore è caldo, più energia si ricava e meglio è
MikDic 26/10/2011 11:00
+3
Faranno dei chip come le ruote della formula1 che danno il meglio di se quando vanno in temperatura
Freger 26/10/2011 11:51
+2

 Originariamente inviata da noce

Buona notizia sapere che si sta lavorando per riconvertire il calore in energia.



un pò come quel datacenter che veniva raffreddato con l'acqua del circuito di riscaldamento.. il calore emesso poi veniva usato per riscaldare gli uffici e le abitazioni limitrofe..

è pur sempre un ottimizzazione dei consumi!
altro che climatizzatore sparato sui server per fare aria fredda..
PacK8) 26/10/2011 11:58
+2
Hei ho trovato un prototipo

http://amazingdata.com/mediadata66/Image/best-use-of-old-pc.thumbnail_strange_weird_offbeat_crazy_fun_9070.jpg


Ok smetto col sarcasmo
in pratica,se ho capito bene,con questo sistema non vuol dire che si elimina il calore,ma che questo utilizzato per creare energia per lo stesso processore gli permetta alla fine di ottenere maggiori performance o pari a quelli attuali(e autonomia in caso di mobile)in proporzione al calore generato e quindi teoricamente inferiore.Giusto?.
stardev 26/10/2011 12:25
0
i processori lavoreranno freddi in futuro, il problema èl'elettrone che genera calore "correndo" sul materiale conduttivo .
In futuro se avremo fotoni al posto degli elettroni in architetture non piu basate sul silicio, il problema sarà definitivamente superato, in quanto il fotone non ha massa .
Questa trovata, sebbene ingegnosa, sembra un incentivo a scaldare !
noce 26/10/2011 12:31
0

 Originariamente inviata da PacK8)

in pratica,se ho capito bene,con questo sistema non vuol dire che si elimina il calore,ma che questo utilizzato per creare energia per lo stesso processore gli permetta alla fine di ottenere maggiori performance o pari a quelli attuali(e autonomia in caso di mobile)in proporzione al calore generato e quindi teoricamente inferiore.Giusto?.

Sì. Se ora dai 10 watt a un processore lui ti restituisce quasi 10 watt di calore. Ipotizzando che si possa riutilizzare il 25% del calore prodotto, si potrebbe alimentare la cpu con poco più di 8 watt e recuperarne 2 dal calore prodotto, migliorando l'efficienza.
-per lo meno così ho capito io, non ne sono sicurissimo però -
Vidoque 26/10/2011 12:45
0

 Originariamente inviata da PacK8)

Hei ho trovato un prototipo

http://amazingdata.com/mediadata66/Image/best-use-of-old-pc.thumbnail_strange_weird_offbeat_crazy_fun_9070.jpg


Ok smetto col sarcasmo
in pratica,se ho capito bene,con questo sistema non vuol dire che si elimina il calore,ma che questo utilizzato per creare energia per lo stesso processore gli permetta alla fine di ottenere maggiori performance o pari a quelli attuali(e autonomia in caso di mobile)in proporzione al calore generato e quindi teoricamente inferiore.Giusto?.



Una costante della termodinamica è che nulla si crea e nulla si distrugge, ma si trasforma(spero di non aver scritto cagate poco qui sopra) quindi, se tu usi il calore per generare elettricità, di conseguenza il calore diminuisce, è in questo modo che funzionerebbe il raffreddamento passimo
Final50 26/10/2011 12:51
+1

 Originariamente inviata da stardev

i processori lavoreranno freddi in futuro, il problema èl'elettrone che genera calore "correndo" sul materiale conduttivo .
In futuro se avremo fotoni al posto degli elettroni in architetture non piu basate sul silicio, il problema sarà definitivamente superato, in quanto il fotone non ha massa .
Questa trovata, sebbene ingegnosa, sembra un incentivo a scaldare !



LOL e l'irraggiamento dove lo metti? il calore non è altro che uno stato di agitazione degli elettroni degli atomi e i fotoni come è risaputo eccitano la materia innalzando quindi la temperatura... puoi affermare che le temperature saranno più basse ma è un parere e non di più dato che dati sperimentali non credo ci siano ancora... poi non la vedo come un incentivo a scaldare dato che per via dell'entropia se convertissi il calore in elettricità avrei cmq una dispersione e quindi più scaldi più consumi, vedendola termodinamicamente questa "pezza" serve a innalzare l'efficenza della macchina (processore) ad un numero più vicino ad 1....
stardev 26/10/2011 13:33
0
infatti è una pezza, mi accordo alla tua visione , il problema rimane .
1/2 avanti   
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