Неуязвимая электроника

15.03.2013

Команде ученых и инженеров удалось создать крошечный микрочип, усилитель мощности миллиметровых волн, который способен восстанавливать работоспособность даже после серьезных повреждений. Ученые из Калифорнийского технологического института создали электронику, которая самовосстанавливается после повреждений. Прибору на ее основе будут не страшны короткие замыкания, радиационное облучение, механические повреждения и т.д. В ходе экспериментов различные части микрочипа даже уничтожали мощным лазером, но все равно "умная" схема восстанавливала работоспособность менее чем за секунду. При этом чип настолько мал, что на мелкую монету могут поместиться 76 таких устройств.

"Это было невероятно впечатляюще. Мне кажется, что мы были свидетелями следующего шага в эволюции интегральных схем, - говорит один из разработчиков уникальной технологии Али Хаджимири. - Мы буквально взорвали половину усилителя и испарили многие из его компонентов, включая транзисторы. Тем не менее, он смог восстановиться и продемонстрировал почти максимальную производительность".

До сих пор даже мелкие неисправности часто оказываются фатальными для интегральных микросхем. Специалисты из Калифорнийского технологического института решили создать микрочипы, обладающие чем-то вроде "иммунной системы", которая обнаружит проблему и восстановит работоспособность чипа. В результате удалось создать прототип подобной микросхемы. "Неуязвимый" усилитель мощности включает множество надежных датчиков, которые контролируют температуру, ток, напряжение и потребляемую мощность. Информация с этих датчиков подается на центральный процессор, который выступает в качестве 'мозга' системы. Процессор анализирует эффективность работы усилителя и, если это необходимо, переключает функции тех или иных компонент.

Интересно, что "мозг" не функционирует на основе алгоритмов, то есть не обязательно заранее предугадывать всевозможные типы поломок. Вместо этого процессор делает выводы на основе совокупных показаний датчиков. Проще говоря, система всегда автоматически находит оптимальную конфигурацию для максимальной производительности, "не интересуясь" причиной поломки. Таким образом, сложные микросхемы могут автоматически поддерживать высокую эффективность работы в самых разных условиях, например при перегреве или падении напряжения. В случае серьезного повреждения такая микросхема сохранит хотя бы минимальную работоспособность, что в некоторых ситуациях может спасти жизни людей.

Сегодня без электроники невозможно представить ни одну область деятельности. Фактически, наша цивилизация базируется именно на компьютерах, и надежность этих машин имеет первостепенное значение. "Неразрушаемые" микросхемы несомненно станут важным шагом к сверхнадежным космическим кораблям, автомобилям, самолетам и т.д.

<< Назад: 60-ГГц приемопередатчик со встроенной самокалибровкой 16.03.2013

>> Вперед: Сенсорные экраны станут дешевле 15.03.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Охлаждение серверов диэлектрической жидкостью 16.04.2014 Метод охлаждения электронных компонентов компьютера путем погружения в охлаждающую жидкость был придуман довольно давно. Но именно сегодня недорогие решения, позволяющие охлаждать серверные компоненты без использования воды и электроэнергии, становятся очень актуальными. Несмотря на увеличение энергоэффективности, мощности, потребляемые отдельными серверами, также растут с каждым годом. Компания Intel, например, два года назад сообщала об экспериментах по погружению в масло процессоров Xeon, которые показали снижение потребления в комплексе на 50-60%. Очередные эксперименты дают надежду, что получиться добиться сокращения энергопотребления системы на 90% и более. Intel создала совместно с компанией SGI систему под названием Ice X. По сути, это полноценный сервер, работающий на процессорах Intel Xeon, погруженный полностью в так называемую "сухую жидкость" Novec производства компании 3M. Данная жидкость не проводит электрический ток, благодаря чему электронные компоненты могут в ней работать без риска окисления контактов или короткого замыкания. Правда, минусы у этой жидкости тоже есть: она не позволяет полноценно действовать оптическим линиям связи, поскольку попадает в недостаточно герметичные разъемы, ухудшая, в результате, качество передачи данных. Поэтому в данном направлении еще предстоит работать, создавая, в том числе, новый дизайн материнских плат, учитывающий использование новых сред. Впрочем, жидкость 3M Novec не первый год используется в реальных условиях в системах пожаротушения, поэтому ее производство отлажено, а поведение достаточно хорошо известно.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025