Útskýrt: Hvernig IIT bylting getur hjálpað til við að lengja endingu rafeindatækjanna þinna

Til að auka skilvirkni og endingu græju þarf að hanna hina ýmsu íhluti örflaga sem best til að lágmarka tap af völdum sveiflukenndra eða óstöðugra aflgjafa.

Auglýsing um fjármögnunarmöguleika stendur við hliðina á spjaldtölvum, fartölvum og tölvum í Croma raftækjaverslun í Mumbai (Ljósmynd: Vivek Prakash/Bloomberg)

Vísindamenn frá IIT-Mandi og IIT-Jodhpur segjast hafa slegið í gegn í því að lengja líf og frammistöðu rafrænna græja eins og farsíma og fartölva. Við útskýrum mikilvægi byltingarinnar.

Hver er byltingin?

Vísindamennirnir segja að rafrásir í nútímagræjum séu hannaðar í samræmi við hugmyndir sem þróaðar voru fyrir áratugum þrátt fyrir þróun í eðli örflaga. Til að auka skilvirkni og endingu græju þarf að hanna hina ýmsu íhluti örflaga sem best til að lágmarka tap af völdum sveiflukenndra eða óstöðugra aflgjafa.

Fyrir þetta hafa vísindamenn lagt til stærðfræðilegt tól sem getur greint þetta tap nákvæmlega og hjálpað til við að koma með betri hönnun.

Hvernig slitnar aflgjafi tæki?

Farsímar og tölvur nútímans nota mjög stórfellda samþættingartækni (VLSI) þar sem hægt er að fella mörg þúsund smára inn í eina sílikon örflögu (td örgjörva og minniskubba). Einnig hefur einn flís bæði stafræna og hliðræna íhluti.

Slíkar örflögur eru knúnar af jafnstraum, oft frá innbyggðri rafhlöðu. Þó að slík rafhlaða gæti verið með lágspennu (venjulega 3,7 volt í farsímum) starfa hlutar örflögunnar á enn lægri spennu.

Smári getur verið allt að 7 nanómetrar (strengur DNA úr mönnum er 2,5 nanómetrar á breidd) og þarf eina mínútu spennu til að virka. Í slíku tilviki geta jafnvel smávægilegir aflgjafar og sveiflur dregið verulega úr afköstum örflögunnar með tímanum. Sveiflur í aflgjafa, sem kallast aflgjafa hávaði, eiga sér stað vegna margra þátta og eru taldar óumflýjanlegar í rafeindakerfum.

TAKTU ÞÁTT NÚNA :The Express Explained Telegram Channel

Hvernig er rannsóknin annars mikilvæg?

Fyrsta kynslóð tölva, smíðuð á fjórða og fimmta áratugnum, notuðu lofttæmisrör sem grunnþætti minnis og vinnslu. Þetta gerði þau fyrirferðarmikil og dýr. Snemma á sjöunda áratugnum var tómarúmsrörunum skipt út fyrir smára, byltingarkennd tækni sem gerði tölvurnar minni, ódýrari og orkusparandi.

Nokkrum árum síðar voru smára skipt út fyrir samþætta hringrás, eða örflögur, sem höfðu marga smára á einum flís. Að lokum, á áttunda áratugnum, var VLSI tæknin kynnt, sem gerði það mögulegt að fella þúsundir smára og annarra þátta inn á eina kísilflögu.

Síðan þá hafa tölvutæki verið að verða hraðari og hraðari, vegna þess að stærð smára er að styttast og hægt er að fella fleiri af þeim inn á eina flís. Þessi þróun hefur verið kölluð „lögmál Moores“, nefnt eftir Gordon Moore, stofnanda Intel, sem sá árið 1965 að þéttleiki smára á örflögum tvöfaldast á tveggja ára fresti.

En þessi framfarir virðast hafa náð takmörkunum, vegna þess að stærð smára hefur þegar verið minnkað í nokkra nanómetra á breidd, og það er orðið erfitt að minnka hana enn frekar. Í slíkri atburðarás er rafeindaiðnaðurinn farinn að breyta áherslum sínum frá því að auka hraðann yfir í að auka skilvirkni flísanna og minnka orkunotkun þeirra.

Hvar var rannsóknin birt?

Rannsóknin sem ber titilinn „Aðferð sem byggir á skoðun til að greina ákveðinn hávaða í N-höfnum hringrásum“ var birt nýlega í Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Open Journal of Circuits and Systems. Það var skrifað af Hitesh Shrimali og Vijender Kumar Sharma frá IIT-Mandi og Jai Narayan Tripathi frá IIT-Jodhpur. Rannsóknin var styrkt af rafeinda- og upplýsingatækniráðuneytinu (MeitY).

Deildu Með Vinum Þínum: