İŞLEMCİLER İÇİN ATOM KALINLIĞINDA SICAKLIK SENSÖRÜ GELİŞTİRİLDİ

Pensilvanya Eyalet Üniversitesi’nden araştırmacılar, işlemci çiplerinin içine doğrudan yerleştirilebilen atom inceliğinde sıcaklık sensörleri geliştirdi. Nature Sensors dergisinde yayımlanan çalışmaya göre yeni sensörler sıcaklık değişimlerini yalnızca 100 nanosaniye içinde algılayabiliyor.

Günümüzde işlemcilerde kullanılan sıcaklık sensörleri genellikle çipin dışına yerleştiriliyor. Bu durum işlemci içinde oluşan küçük ve ani sıcaklık artışlarının hızlı şekilde tespit edilmesini zorlaştırabiliyor.

MEVCUT SENSÖRLER SICAKLIK ARTIŞINI GEÇ ALGILAYABİLİYOR

İşlemcilerde tek tek transistörlerde meydana gelen ani sıcaklık artışları dış sensörler tarafından geç fark edilebiliyor. Bu nedenle işlemciler çoğu zaman tüm çekirdeklerde genel bir termal kısıtlama uygulamak zorunda kalıyor.

Yeni geliştirilen sensörlerin amacı ise bu sorunu ortadan kaldırmak. Çipin içine yerleştirilebilen sensörler sayesinde işlemcide oluşan sıcaklık değişimleri çok daha hızlı tespit edilebilecek.

İKİ BOYUTLU ÖZEL MALZEME KULLANILDI

Yeni sensör tasarımının temelinde iki boyutlu bimetalik tiyofosfat adı verilen bir malzeme bulunuyor. Bu malzemede iyonlar elektrik akımı altında hareket etmeye devam ediyor.

Normalde çip tasarımında istenmeyen bir özellik olarak görülen bu durum, araştırmacılar tarafından sıcaklık algılama için avantaj haline getirildi. Sensörler işlemci içindeki elektrik akımlarını kullanarak sıcaklık verisini okuyabiliyor.

100 NANOSANİYEDE TEPKİ VERİYOR

Geliştirilen sensörlerin sıcaklık değişimini algılama süresi yaklaşık 100 nanosaniye olarak ölçüldü. Bu süre insan gözünün kırpma hızından milyonlarca kat daha hızlı bir tepki anlamına geliyor.

Sensörlerin boyutu ise yaklaşık 1 mikrometre kare seviyesinde. Bu da tek bir işlemci çipi üzerine binlerce sensör yerleştirilebilmesini mümkün hale getiriyor.

ENERJİ TÜKETİMİ ÇOK DAHA DÜŞÜK

Çalışmanın baş araştırmacılarından Saptarshi Das, geliştirilen sistemin sensör tasarımını önemli ölçüde sadeleştirdiğini belirtiyor. Sensörler ek devre veya sinyal dönüştürücülere ihtiyaç duymuyor.

Yeni sensörlerin geleneksel silikon tabanlı sıcaklık sensörlerine kıyasla yaklaşık 80 kata kadar daha az enerji tükettiği ifade ediliyor.

ŞİMDİLİK PROTOTİP AŞAMASINDA

Araştırmacılar teknolojinin şu an için bir prototip olduğunu belirtiyor. Sensörler laboratuvar ortamında test edilmiş olsa da ticari işlemcilerde kullanılabilmesi için çip üreticilerinin teknolojiyi büyük ölçekte doğrulaması gerekiyor.