01.03.2019

Создан первый в своем роде спинтронный микроконтроллер, потребляющий 50 микроВатт при работе на частоте 200 МГц

О создании первого в своем роде спинтронного микроконтроллера, который демонстрирует нам чудеса энергетической эффективности объявили исследователи из университета Тохоку, Япония. В основе этого микроконтроллера лежит технология VLSI, работающая за счет эффектов и явлений спинтроники, за счет этого новый микроконтроллер потребляет всего 50 микроВатт мощности при работе на частоте 200 МГц, далеко обходя по этому показателю любые другие из существующих микропроцессоров и микроконтроллеров.

Столь высокоэффективные микроконтроллеры являются идеальным решением для создания сетей распределенных датчиков, собирающих информацию, и устройств из разряда Интернета Вещей (Internet-of-Things, IoT), к которым предъявляются повышенные требования со стороны минимизации количества потребляемой ими энергии. Некоторые из самых эффективных существующих микроконтроллеров могут работать приблизительно с таким же уровнем потребления, который демонстрирует новый спинтронный микроконтроллер. Но, при этом, традиционные микроконтроллеры работают на гораздо более низкой тактовой частоте, что сокращает их возможности по обработке данных и сужает ширину полосы обрабатываемых сигналов.

В новой технологии VLSI все модули микроконтроллера являются отдельными энергонезависимыми спинтронными устройствами. Помимо этого, на количестве расходуемой энергии в положительную сторону сказывается то, что центральный модуль индивидуально управляет электропитанием каждого периферийного модуля, который, в силу своей энергонезависимой природы, продолжает сохранять свое состояние и данные даже при отсутствии питающего напряжения.

Узкое место всех существующих архитектур микропроцессоров, шина передачи данных между вычислительным ядром и памятью, "развязано" благодаря использованию специализированного контроллера памяти. А переконфигурируемый модуль-акселератор позволяет существенно ускорить процедуры обработки сигналов, выполняя типовые функции на аппаратном уровне. Все эти новшества и инновации позволяют микроконтроллеру потреблять всего 47.14 микроВатта энергии при работе на тактовой частоте в 200 МГц, чего вполне достаточно уже для решения относительно тяжелых вычислительных задач.

И в заключении можно сказать, что новый спинтронный микроконтроллер является на нынешний момент безусловным рекордсменом в области соотношения его производительности к количеству потребляемой им энергии. Это, в свою очередь, позволит в будущем создавать достаточно мощные узлы сетей Интернета Вещей, которые будут работать, черпая энергию исключительно из внешних источников, таких, как энергия солнечных лучей или тепловая энергия из окружающей среды.

Источники:

1. www.dailytechinfo.org
2. www.dailytechinfo.org
3. www.dailytechinfo.org