Σχεδόν όλη η ενέργεια που ρέει στις υπολογιστικές συσκευές καταλήγει τελικά να χάνεται με τη μορφή θερμότητας. Καθώς οι υποδομές υπολογιστών και τα κέντρα δεδομένων αυξάνονται, οι ερευνητές αναζητούν τρόπους ώστε μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας να χρησιμοποιείται για την πραγματική λειτουργία των συσκευών.
Επειδή οι υπολογιστές έχουν τόσα πολλά διαφορετικά μέρη που εμπλέκονται στη μεταφορά ενέργειας, είναι δύσκολο να μετρηθεί ο τρόπος με τον οποίο καταναλώνουν θερμότητα. Επιστήμονες από το Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντών SLAC του Υπουργείου Ενέργειας και το Πανεπιστήμιο Στάνφορντ, όμως, ανάπτυξαν μια νέα μέθοδο που μετρά με ακρίβεια την ενέργεια που χάνεται.
Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήσαν ένα σύστημα βασισμένο σε υγρούς κρυστάλλους. Αντί να υπολογίσουν αυτή την απώλεια μετρώντας τη θερμοκρασία, όπως γίνεται συνήθως, οι επιστήμονες βασίστηκαν σε ηλεκτρικές μετρήσεις και τις συνέκριναν με την οπτική παρατήρηση των αλλαγών στους κρυστάλλους. Οι υγροί κρύσταλλοι αποτελούνται από μικρά στοιχεία που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και παρουσιάζουν ομοιότητες με ένα υπολογιστικό σύστημα. Τα μόριά τους, όπως αναφέρει το Στάνφορντ, έχουν σχήμα ράβδου και αλλάζουν προσανατολισμό όταν εφαρμόζεται ηλεκτρική τάση, χωρίς να κινούνται όλα με τον ίδιο τρόπο. Για να καταγράψουν την ενέργεια που χάνεται ως θερμότητα, οι ερευνητές άλλαζαν την τάση και ταυτόχρονα μετρούσαν το ηλεκτρικό ρεύμα, καθώς τα μόρια περιστρέφονταν. Στη συνέχεια, μείωναν πολύ αργά την τάση, μέχρι οι υγροί κρύσταλλοι να επιστρέψουν στην αρχική τους κατάσταση. Με τη βοήθεια ενός ειδικού μικροσκοπίου μπορούσαν παράλληλα να παρακολουθούν τις κινήσεις των μορίων. Συνδυάζοντας τις μετρήσεις υψηλής ακρίβειας με αυτές τις εικόνες, η ομάδα υπολόγισε την ικανότητα του συστήματος να αποθηκεύει ηλεκτρικό φορτίο και μέτρησαν με ακρίβεια την απώλεια ενέργειας.
Έπειτα, χρησιμοποίησαν μια μορφή τεχνητής νοημοσύνης, ώστε να βελτιστοποιηθεί η διαδικασία και να μειωθεί στο ελάχιστο η σπατάλη ενέργειας. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αν αύξαναν γρήγορα την τάση, στη συνέχεια επιβράδυναν την αύξηση για ένα κλάσμα του δευτερολέπτου και μετά την επιτάχυναν ξανά, σπαταλούσαν λιγότερη ενέργεια κατά 60%. Η τεχνική αυτή θα μπορούσε να συμβάλει στον σχεδιασμό υπολογιστών με μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση.
Επόμενο βήμα να εφαρμοστεί η μέθοδος σε σιδηροηλεκτρικές συσκευές που χρησιμοποιούνται στη μνήμη υπολογιστών, καθώς και σε άλλες συσκευές που αποθηκεύουν δεδομένα και πραγματοποιούν υπολογισμούς.
Διαβάστε ακόμη:
Αναβαθμίζεται ο κίνδυνος στις τραπεζικές χορηγήσεις για επιχειρήσεις και ιδιώτες (πίνακας)
Bloomberg: Το στοίχημα της Μαρίας Αγγελικούση στην Nvidia – Πώς αλλάζει το επενδυτικό χαρτοφυλάκιο
Για όλες τις υπόλοιπες ειδήσεις της επικαιρότητας μπορείτε να επισκεφθείτε το Πρώτο ΘΕΜΑ