Hamarosan eljöhet a napja, amikor az emberi testbe ültetett elektronikus eszközökből, leginkább a különféle orvosi célokat szolgáló implantátumokból eltűnnek az áramforrások – a Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) és a Texas Instruments közös projektje révén ugyanis belátható időn belül olyan chipek készülhetnek, melyeket az emberi test hőenergiája vagy mozgási energiája táplál. A képlet látszólag egyszerűnek tűnik: mindehhez minimálisra kell csökkenteni a lapka működési feszültségét, ezzel együtt az áramfogyasztását.
Az új felépítésű chipek alkalmazása nemcsak az orvosi eszközöknél, hanem gyakorlatilag bármilyen hordozható elektronikai készüléknél (például mobiltelefonoknál vagy más kézi eszközöknél) áttörést hozhat a rendelkezésre állási időt tekintve. A San Franciscó-i International Solid State Circuits Coneference (ISSCC) rendezvényen bemutatott, jelenleg fejlesztés alatt álló koncepció a lapka működési feszültségének drasztikus csökkentését vetíti elő – a cél, hogy öt éven belül sikerüljön a feszültségminimumot a jelenlegi átlagnak számító 1 voltos értékről 0,3 voltra csökkenteni. Az egyre bonyolultabb feladatokat ellátó áramkörök fogyasztása mindezek révén akár a tizedére is csökkenhet.
Nem kell majd cserélni?
A feladat, bár elsőre talán annak hangzik, korántsem egyszerű, hívta fel a figyelmet a konferencián Anantha Chandrakasan, a kutatást kezdeményező MIT egyik professzora. A processzorok jelenlegi felépítése ugyanis csak bizonyos határokig engedi a tápfeszültség csökkentését, így az integrált memóriát és a teljes logikai áramkört újra kellett terveznie a csapatnak. Az új lapkába egy a feszültség többfokozatú csökkentéséről gondoskodó egyenáram-egyenáram konvertert is elhelyeztek a mérnökök – ez a komponens eddig is helyet kapott az áramkörben, a processzorba integrált változat azonban sokkal hatékonyabb az eddigieknél.
A jelenleg tervezési fázisban lévő energiatakarékos chip legkorábban várhatóan öt év múlva válhat piackész termékké. Az új technológia legígéretesebb felhasználási területét kétségtelenül az orvostudomány bizonyos szakágai jelenthetik – itt a kimerülő akkumulátorok miatt időről időre cserére szoruló beültetések műtéti költségein jelentős összegek spórolhatók, ezzel együtt a páciensnek is kevesebb kényelmetlenséget okoz együtt élni az életét fenntartó vagy az életjeleit rögzítő, monitorozó készülékekkel.
Az energiatakarékos chipeket a gyógyítás mellett várhatóan a hadiipar területén is felhasználják majd: a kutatási alapot az Amerikai Védelmi Minisztérium fejlett kutatási projektekért felelős szervezete is támogatja.
