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Domenica, Ottobre 25, 2020
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I microprocessori dei computer del futuro

Chip realizzati con dipoli magnetici di dimensioni nanoscopiche dissiperebbero solo 18 millielettronvolt di energia per ogni operazione a temperatura ambiente, il minimo consentito dalla seconda legge della termodinamica

I computer del futuro potranno fare affidamento su microprocessori magnetici che consumano la minima quantità di energia concessa dalle leggi della fisica, grazie a una nuova analisi condotta da un gruppo di ingegneri elettronici dell’Università della California, a Berkeley.

Gli attuali chip per microprocessori al silicio funzionano grazie al flusso di correnti elettriche che generano un’enorme dispersione di energia in forma di calore. L’inconveniente potrebbe però essere evitato con microprocessori che impieghino dipoli magnetici di dimensioni nanoscopiche per le operazioni logiche, la memorizzazione e lo switching che teoricamente non richiederebbero elettroni in movimento.

Simili chip dissiperebbero solo 18 millielettronvolt di energia per ogni operazione a temperatura ambiente, un valore pari al minimo consentito dalla seconda legge della termodinamica, noto anche come limite di Landauer. Si tratta di un valore un milione di volte inferiore rispetto all’energia per operazione consumata dagli attuali computer.

"Attualmente i computer funzionano grazie all'elettricità: muovendo elettroni lungo un circuito è possibile elaborare l'informazione"; ha spiegato Brian Lambson, ricercatore del Dipartimento di ingegneria elettronica e computer science dell'UCB. "Un computer magnetico, per contro, non implicherebbe il moto di elettroni. Si potrebbe elaborare l'informazione utilizzando i magneti; e se questi ultimi possono essere realizzati in dimensioni nanoscopiche possono anche essere posti in interazione e riprodurre in tal modo tutte le funzioni di cui abbiamo bisogno".

"In linea di principio si potrebbero realizzare circuiti reali in grado di funzionare appena al di sopra del limite di Landauer", ha agiunto Jeffrey Bokor, codirettore del Center for Energy Efficient Electronics Science (E3S), parte della National Science Foundation degli Stati Uniti. "Anche rimanendo un ordine di grandezza oltre tale limite si otterrebbe un'enorme riduzione del consumo di energia nei dispositivi elettronici: si tratterebbe di una vera rivoluzione".


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