افزایش هزار برابری بازدهی برق

به گزارش "برق نيوز" ، آیا تا کنون گرمای تلفن هوشمند و لپ تاپ را در حین کار کردن با آنها احساس کرده اید؟ این گرما ناشی از ریزتراشه های موجود در دستگاه است که از جریان برق برای به کار انداختن عملکرد پردازشی دستگاه استفاده کرده و انرژی را به صورت گرما هدر می دهد.

اکنون دکتر پدرام خلیلی امیری و همکارانش در دانشکده مهندسی و علوم کاربردی "هنری ساموئلی" دانشگاه کالیفرنیا با استفاده از یک طبقه نوظهور از مواد مغناطیسی موسوم به "مولتی فروییکس" به پیشرفت مهمی در پردازش رایانه ای دست یافته اند؛ پیشرفتی که می تواند به ساخت دستگاه هایی برای آینده منجر شود که از فناوری های کنونی کم مصرف تر هستند.

با ریزتراشه های امروزی، جریان برق از ترانزیستورها که اساسا سوئیچ های الکترونیکی بسیار کوچکی هستند عبور می کند. از آنجا که جریان برق شامل حرکات الکترون هاست این فرایند گرما تولید می کند و موجب می شود گرما به بیرون دستگاه راه پیدا کند.

این سوئیچ ها می توانند "نشت" الکترون در پی داشته باشد که از این رو  خاموش کردن کامل آنها نیز دشوار می شود. هرچه تراشه ها کوچک تر می شود و مدارهای بیشتری به فضاهای کوچک تر تعبیه می شود میزان گرمای هدر رفته نیز افزایش می یابد.

مهندسان دانشگاه کالیفرنیا از مواد مغناطیسی مولتی فروییکس استفاده کرده تا میزان انرژی مصرف شده توسط "وسایل منطقی" کاهش یابد. وسایل منطقی نوعی مدار بر روی تراشه رایانه است که به اجرای عملکردهایی مانند محاسبات اختصاص دارد.

یک مولتی فروییک می تواند با به کار گیری ولتاژ جایگزین یا همان تفاوت بین پتانسیل الکتریکی روشن و خاموش شود.

در این سیستم سپس برق از طریق این ماده و چرخش الکترون به یک آبشار موجی فرستاده می شود؛ فرایندی که به آن اتوبوس موج چرخشی گفته می شود.

امواج چرخشی فرصت جدیدی را برای ارائه شیوه های کاملا جدیدی در  محاسبه فراهم می آورد و در عین حال برخی از چالش های مهم در زمینه مقیاس فناوری نیمه رسانای معمولی را نیز حل کرده و یک الگو برای از کترونیک بر پایه چرخش نیز ارائه می کند.

این محققان نشان دادند استفاده از این ماده مولتی فروییک برای خلق امواج چرخشی می تواند میزان گرمای هدر رفته را کاهش داده و از این رو بازدهی برق برای پردازش تا یکهزار برابر افزایش می یابد.

پدرام خلیلی امیری استادیار مهندسی برق دانشگاه کالیفرنیا و یکی از نویسندگان این مقاله  می گوید : کنترل الکتریکی مغناطیسی بدون دخیل کردن جریان بار، حوزه  بسیار رو به رشدی در زمینه تحقیقات مغناطیس است.

وی افزود: این یافته می تواند کاربردهای بسیار زیادی برای پردازش اطلاعات و وسایل ذخیره سازی داده ها داشته باشد و نتایج اخیر ما در آن محتوا بسیار هیجان انگیز خواهد بود.