Создан удивительно экономичный спецпроцессор

Разработанный в университете Мичигана процессор Phenix для сенсорных устройств потребляет в активном режиме на порядок, а в «спящем» режиме сниженного энергопотребления (Sleep) – в 30 тыс. раз меньше энергии, чем наиболее экономичные из имеющихся на рынке аналогов.

В режиме Sleep энергопотребление процессора Phenix, согласно информации разработчиков, составляет 30 пВт (пиковатт). При таком энергопотреблении запасенной в обычной батарейке для наручных часов энергии было бы достаточно для непрерывной работы процессора Phenix на протяжении более чем четверти тысячелетия.

Важной схемотехнической особенностью устройств на базе процессора Phenix является то, что обеспечивающая его работу тонкопленочная батарея по своим размерам не превышает размеров самого процессора – около 1 мм². В современных мобильных устройствах источник питания занимает намного больше места, чем цифровой процессор; так, в типичном ноутбуке объем батареи примерно в 5 тыс. раз больше объема, занимаемого процессором. При этом запасенной в батарее энергии хватает от силы на несколько часов работы ноутбука.

Радикальное снижение энергопотребления позволит уменьшить объем источника питания и тем самым резко снизить общий объем устройства. По мнению д-ра Блау, процессор Phenix уже сейчас позволит создавать автономные системы объемом на 3 порядка меньше, чем лучшие из аналогов.

Разработчики планируют применить Phenix в биомедицинских микросенсорах для контроля уровня внутриглазного давления у больных глаукомой пациентов. Он наверняка найдет применение в распределенных сенсорных сетях, использующих концепцию Smart Dust.

С их помощью можно контролировать, к примеру, состояние окружающей среды в производственных помещениях – температуру воздуха, влажность, и т.д. Также с помощью процессоров Phenix можно создавать истинно микроскопические детекторы перемещения – это наверняка заинтересует военных и других их коллег.

Ключевым фактором, позволившим столь кардинально снизить энергопотребление процессора, явилась концентрация усилий разработчиков на оптимизации характеристик процессора в режиме Sleep – именно в нем процессоры сенсорных устройств проводят более 99% времени.

Процессор Phenix в режиме Sleep “пробуждается” раз в десять минут на сто миллисекунд, в течение которых процессор выполняет набор из примерно 2 тыс. инструкций. За это время, в частности, он контролирует текущее значение измеряемого параметра, обрабатывает показания и сохраняет их.

Более подробная информация о концепции Smart Dust и российских разработках в этой области будет представлена на портале Исследования и разработки – R&D.CNews.