Пусть
новинка и не предназначена для замены обычных центральных процессоров
в компьютерах, она является впечатляющим достижением техники: в режиме
сна Phoenix потребляет 29,6 пиковатта («пико» — 10−12). Благодарить
за появление этого микрочипа следует учёных из университета Мичигана
(University of Michigan).
Phoenix спроектирован для работы в паре с различными сенсорами,
которые большую часть времени «спят», но регулярно включаются
для выполнения измерений и записи результатов. По словам авторов
разработки, ранее никто не создавал чипы, ориентированные именно
на рекордно низкое потребление в таком режиме — длительный сон с
периодическими короткими включениями.
Впрочем, даже в активном режиме новый процессор потребляет
на порядок меньше энергии, чем аналогичные по назначению и размерам
микросхемы, имеющиеся на рынке, а именно — всего 2,8 пикоджоуля
на цикл. А уж в режиме сна разница в «аппетите» между Phoenix и его
соперниками и вовсе составляет 30 тысяч раз.
Чип выглядит как квадратик со стороной чуть менее одного миллиметра.
На этой площадке разработчики поместили центральный процессор, таймер,
память, датчик температуры и ряд других устройств. Но главное —
тонкоплёночная батарейка, питающая Phoenix, обладает такими
же размерами — около одного квадратного миллиметра.
Это большое достижение, поскольку ранее у сходных чипов для сенсоров
аккумуляторы многократно превосходили по размерам саму электронику. А в
ноутбуках, для сравнения, батареи превосходят центральный процессор
по объёму в 5 тысяч раз, но и то, как все знают, обеспечивают
компьютеру лишь несколько часов работы.
Необычайно низкое энергопотребление Phoenix позволяет встроить его в
какое-нибудь сооружение, узел машины или медицинский имплантат, после
чего — забыть о его питании навсегда.
Скажем, в паре с часовой батарейкой новый чип (теоретически) сможет
проработать 263 года, утверждают создатели Phoenix в пресс-релизе
университета.
За счёт чего Phoenix столь экономичен? Во-первых, его рабочее
напряжение — всего 0,5 вольта, что ниже, чем в обычных процессорах.
Во-вторых, авторы продумали архитектуру чипа и стратегию его действий.
Специальный таймер с ультранизким потреблением тока пробуждает
чип ото сна каждые 10 минут на одну десятую секунды. За это мгновение
чип выполняет 2 тысячи инструкций, а именно: снимает показания
подшефного датчика, обрабатывает их, сжимает результат и записывает
в память, после чего снова засыпает.
Исследователи из университета Мичигана особо подчёркивают,
что сокращение размеров батарейки, прилагаемой к новому чипу
с датчиком, позволяет кардинально снизить стоимость всего набора, а это
важно, если задача требует размещения тысяч таких сенсоров.