美科學家著手開發利用能量採集供電的微處理器

美國維吉尼亞聯邦大學(Virginia Commonwealth University，VCU)的研究團隊宣佈獲得了美國國家科學基金會(NSF)與 Semiconductor Research 奈米電子學研究專案(Nanoelectronics Research Initiative)所提供、總額175萬美元的補助金，將開發可應用於嵌入式系統、且不必依賴電池供電的高性能、省電微處理器。


該研究專案將以VCU研究團隊在今年8月於《Applied Physics Letters》期刊發表的一篇論文為基礎，是以特製的微型奈米磁體(nanomagnet)取代電晶體，並也能處理數位資訊，在理論上可將發熱減少1,000倍至1萬倍。這個研究團隊是由VCU工程學院所主導，將與維吉尼亞大學 (University of Virginia in Charlottesville)、密西根大學(Michigan at Ann Arbor)以及加州大學(University of California at Riverside)合作，將理論化為真實的運算元件。

「這個計畫的目標是建立全新的數位運算技術典範(paradigm)，那會是非常省電的，並可望讓我們在單晶片上容納更多的運算單元，完全不必擔心過熱的問題；」VCU研究專案的共同首席研究員暨該校工程學院電子與電腦系教授Supriyo Bandyopadhyay表示：「這將使今日的電腦設備運算能力得以提高。」

隨著工程師們依據摩爾定律(Moore's Law)微縮處理器，並在晶片上容納了更多的電晶體，卻也面臨了如何更有效地為這些電晶體散熱的挑戰；目前咸認降低電晶體開關時的發熱，會是解決此一問題的最佳方法。

根據Bandyopadhyay與擔任該計畫共同首席研究員的VCU工程學院機械與核子工程學系副教授Jayasimha Atulasimha，此研究可望建立一種適用於醫療裝置的數位運算系統，例如可做為癲癇患者腦部植入裝置內的處理器，用以監測病患大腦訊號、在癲癇症狀發作前提出警告。這種處理器將透過能量採集取得電力，只要靠患者頭部運動就能工作，不用配備電池。

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• Researchers aim for energy-harvesting CPUs (EETimes) 
• Researchers work toward creating processors that run without a battery (Virginia Commonwealth University)