Scott Hanson, un estudiante de doctorado en el Departamento de Ingenieria electronica y Ciencias computacionales de la Universidad de Michigan, ha desarrolado un microchip que usa 30,000 veces menos energia en sleep mode y 10 veces menos en modo activo que los que se encuentran actualmente en el mercado.
Scott bautizo al procesador con el nombre de Phoenix, y ahora posee el record de menor consumo de energia. Este nuevo procesador sera muy util en implantes medicos, monitoreo medio ambiental y equipo de monitoreo en general.
Cuando Phoenix esta en modo inactivo consume solamente 30 picowatts, es decir que con una bateria de reloj podria mantenerse por mas de 250 años.
Este diseño sera presentado el 20 de Junio en el simposium del Instituto de Ingenieros Electricos y Electronicos en circuitos VLSI. En el proyecto tambien esta involucrado Mingoo Seok, otro estudiante de doctorado del mismo departamento.
Phoenix mide 1 mm cuadrado, lo cual no es nada especial, ya que muchos chips actuales son de ese tamaño o aun mas chicos, pero Phoenix es del mismo tamaño que su la pelicula delgada de su bateria, lo cual es un gran logro.
En la mayoria de los casos las baterias son mucho mas grandes que el procesador al que le dan energia, lo cual hace que el sistema en general se haga mucho mas grande, al igual que su precio. Por ejemplo la bateria de una laptop es 5,000 veces mas grande que su procesador y solo le da energia por unas cuantas horas.
El hecho de que Phoenix consuma poca energia ayuda a que puedan reducir el tamaño de la bateria y se planea que el tamaño del sistema sea 1,000 veces mas pequeño que el sistema sensor mas pequeño en el mercado. Esto puede ayudar a que se desarrollen nuevas aplicaciones.
Un grupo de la Universidad de Michigan esta poniendo este procesador en un sensor biomedico para monitorear la presion de los ojos en pacientes con glaucoma. Los ingenieros creen que estos sensores podrian esparcirse para crear una red invisible de monitoreo de aire, agua o deteccion de movimiento. Podrian mezclarse con concreto para sentir la estabilidad de la estructura de nuevos edificios y puentes. Y tambien podrian hacer marcapasos mejores, con un monitoreo mas detallado de la salud del paciente.
Para alcanzar este bajo consumo de energia los ingenieros se concentraron el modo Sleep, en el cual los sensores pueden pasar el 99 % de sus vidas; despiertan solo brevemente para hacer computos en intervalos regulares.
El sistema esta programado para estar en modo sleep, con una alarma que lo despierta cada 10 minutos por 1 decima de segundo; tiempo en el cual corre 2,000 instrucciones. La lista de instrucciones incluye buscar nuevos datos en el sensor, procesarlos, comprimirlos y almacenarlos para despues regresar a dormir. El reloj no es atomico, ya que para los fines que se creo no es necesaria tanta precision.
Los ingenieros crearon una entrada de energia unica como parte de su estrategia. Esta entrada bloquea la corriente electrica de partes del chip que no son esenciales para la memoria durante su estado inactivo. Por lo regular estas entradas son anchas, con poca resistencia para dejar pasar tanta corriente electrica como sea posible cuando el aparato se enciende. Esto hace que los chips despierten rapido y corran rapido, pero hay una significante fuga de corriente electrica durante el modo sleep.
Los ingeneros de Phoenix utilizaron entradas mas angostas que restingen el flujo de corriente electrica. Esta estrategia junto con el uso deliberado de una tecnologia antigua, logran reducir las fugas de energia.
Debido al tamaño de la entrada de energia el desempeño del chip se ve limitado. Para solucionar este problema los diseñadores aumentaron el voltaje de operacion del chip, aumentando la linea base aproximadamente 20%, cuando el chip esta activo. Aun asi Phoenix corre a 0.5 volts y no a 1 o 1.2 Volts requeridos por los otros chips.
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