Wat is de kleinste computer ooit?

Share Button

De kleinste computer is veel interessanter dan supercomputers, al komt deze minder in het nieuws. Hoe groot is de kleinste computer ooit geconstrueerd? Antwoord: kleiner dan je wellicht denkt. En dit is nog maar het begin…

De Michigan Micro Mote, de kleinste computer ooit. Bron: Michigan State University

De Michigan Micro Mote, de kleinste computer ooit. Bron: Michigan State University

Kleinste computer, kleiner dan een rijstkorrel

Aan de Amerikaanse staatsuniversiteit van Michigan, werken enkele hoogleraren en tientallen doctoraalstudenten aan de kleinste computer ooit, de M3, voluit Michigan Micro Mote.

Dit computertje heeft, inclusief accu, een doorsnede van kleiner dan twee millimeter en het hart, de Phoenix processor, gebruikt 500 picowatt, ongeveer evenveel vermogen als vijfhonderd menselijke lichaamscellen. Daardoor kan het op een miniatuur-zonnepaneeltje van minder dan een vierkante millimeter werken en zelfs in schemerig licht volkomen zelfstandig functioneren. Het computertje is zo klein, dat het als pakketje op de rug van een vlieg kan worden geplakt.

De kleinste computer ooit is voorzien van sensoren, die beweging, temperatuur en druk kunnen waarnemen. Het kan zelfs van een kleine camera worden voorzien. Het apparaatje wordt geprogrammeerd met lichtsignalen. Vervolgens kan er een radioverbinding worden gelegd. De antennes hebben een bereik van ongeveer twintig meter.

Hoe snel rekent de Phoenix processor?
Nerd alert. Met een kloksnelheid van rond de 0,1 megahertz, of 100.000 berekeningsrondes per seconde (ter vergelijking: moderne chips scoren rond de 1-2 GHz, dat is tienduizend maal sneller) is dit microcomputertje zelfs langzamer dan een antieke Commodore-64, de oudere lezers wellicht nog bekend als eerste homecomputer. Een programma van 2000 instructies, leest de sensoren uit en verstuurt de data per radio. Deze instructies zijn elk tien bits lang, dat is de informatieinhoud van een getal als 1023 (in binaire code: 1 111 111 111). De drie geheugenblokken, één met het ‘woordenboek’, één met het programma en één met de gemeten data, zijn zeer klein, resp.  64×10-bit IROM, een 64×10-bit IMEM en een 52×40-bit DMEM. De totale informatieinhoud van deze computer is hiermee kleiner dan die van deze paragraaf in dit stukje. Minder geschikt dus om, zeg, de nieuwste incarnatie van bijvoorbeeld World of Warcraft op te spelen, maar ideaal voor verzamelen en doorsturen van sensordata.

Wat kan je er mee?
Dit computertje is erg nuttig, omdat hiermee microsensoren aangestuurd kunnen worden en ook zeer kleine ruimtes bereikt kunnen worden. Er is heel veel belangstelling uit de medische wereld, uit de olie-industrie en ook van biologen. Verwerken in een pil, in de bloedbaan brengen of door kleine spleten in rots sturen is in principe geen probleem met deze kleine computer.

En nog veel kleiner
In principe zou het nog veel kleiner kunnen, al zou dit een ongunstige trade-off betekenen voor enkele eigenschappen. De elementen in de Phoenix processor zijn nog relatief grof: elk rond de 180 nanometer, waardoor het computertje nog rond de 1.000.000 nanometer in diameter is. Ter vergelijking: moderne computers werken met elementen die 10x kleiner in diameter zijn dan dit: 18 nanometer. Menselijke cellen zijn rond de 50.000 nanometer in doorsnede. Kan het computertje met nog factor 100 verkleind worden, wat in principe kan met de chiptechniek begin jaren 2020, dan zou zelfs binnen een menselijke cel gemeten kunnen worden. Wel moet er dan een alternatieve energiebron gevonden worden, bijvoorbeeld door suiker te verbranden in een mitochondrion.

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger