Più autonomia per i cellulari: basta un dettaglio

Un regolatore di tensione multi-core on-chip (MCVR) potrebbe ridurre l'uso di energia nei moderni dispositivi portatili, dai lettori MP3 agli smartphone, fino ai portatili. Un ricercatore di Harvard, Wonyoung Kim, ha realizzato un regolatore integrabile nei chip capace di gestire in modo intelligente i consumi del chip secondo l'uso del dispositivo.

"Se state ascoltando la musica sul vostro lettore MP3 non avete bisogno di alimentare il processore d'immagine o a quello grafico. Se state osservando delle foto, non dovete fornire energia al processore audio o a quello per i video HD. È come spegnere la luce quando si esce da una stanza".

Micrografia di un die con convertitore DC-DC completamente integrato. Immagine distribuita da Wonyoung Kim.

L'MCVR è essenzialmente di un convertitore DC-DC. Può ricevere una tensione di 2,4 volt e restituire in uscita tra 0,4 e 1,4 V, secondo le necessità. L'MCVR può aumentare o ridurre l'uscita di 1 V in meno di 20 nanosecondi. Ad Harvard stanno sviluppando un algoritmo che dovrebbe consentire all'MCVR di riconoscere le parti dei chip che non sono in uso, così da staccargli l'energia per guadagnare autonomia senza impattare sulle prestazioni.

L'MCVR può agire non solo su un chip, ma anche per ogni singolo core al suo interno. La distanza ridotta compiuta dai segnali che viaggiano tra il regolatore di tensione e i core consente all'energia di scalare rapidamente, in un tempo nell'ordine dei nanosecondi.

La ricerca sui regolatori di tensione integrati potrebbe essere cruciale per i dispositivi portatili del futuro. L'efficienza è un parametro importante per tutte le aziende. Tutti sono concentrati nel miglioramento di questo parametro e quanto realizzato da Kim è un promettente passo avanti. "Può essere facilmente integrato nel progetto dei chip. Un MCVR all'interno di un chip dovrebbe aggiungere un costo produttivo del 10 percento, ma un potenziale del 20 percento o più sul fronte del risparmio energetico".

Risposta quasi istantanea del convertitore ai cambiamenti di energia richiesti dai core. In questo modo l'energia offerta è quella necessaria a svolgere le operazioni, senza sprechi. Immagine distribuita da Wonyoung Kim.

Kim stima che la domanda più elevata per l'MCVR potrebbe arrivare dai telefoni cellulari, ma anche il settore del computing potrebbe essere interessato. I portatili per esempio potrebbero integrare un MCVR per ridurre l'uso del processore, con vantaggi sul calore prodotto e la nascita di design più sottili. Non è da escludersi un interesse del mondo dei datacenter, dove un uso più efficiente dell'energia potrebbe avere ottimi risvolti sulla bolletta elettrica.