Computergeheugen bespaart 99% energie

Share Button

Met een opmerkelijke doorbraak wordt computergeheugen nu honderd keer zo zuinig. Hiermee worden laptops zo energiezuinig dat ze in principe nooit meer opgeladen hoeven te worden. Nu nog wat slimmers bedenken voor de energieslurpende processoren en het beeldscherm vervangen door elektronisch papier.

Iedere gefrustreerde bezitter van een laptop weet het uit bittere ondervinding. Na twee tot misschien tien uur is het einde oefening voor de uitgeputte batterij van het apparaat. Deze moet snel aan het stroominfuus, wil je  ongestoord verder wilt werken aan je verslag, topwebsite of magistrale roman.
Helaas zijn oplaadpunten schaars en onhandig. De voor de hand liggende oplossing van dit probleem is dus het stroomverbruik van de laptop of mobieltje verminderen. Traditioneel vereisen de processors en het beeldscherm veel stroom, maar nu deze steeds energiezuiniger worden en de computers steeds sneller,  slokt het geheugen een steeds groter aandeel van het stroomverbruik op. En loopt veel kans op doorbranden.

Zuiniger, kleiner en stabieler
Met een opmerkelijke doorbraak zijn een viertal onderzoekers, Feng Xiong, Albert Liao, David Estrada en Eric Pop er nu in geslaagd het stroomverbruik van het geheugen tot één procent van het standaard verbruik terug te brengen.

Nanogeheugen bespaart tot 99% stroom. Stroomstootjes veranderen het materiaal tussen de twee nanobuisjes.

Nanogeheugen bespaart tot 99% stroom. Stroomstootjes veranderen het materiaal tussen de twee nanobuisjes.

Het geheim: de geheugenopslageenheden kleiner maken. De onderzoekers deden dit door gebruik te maken van koolstofnanobuisjes, waartussen kleine blokjes phase-change materials (PCM) hangen. PCM’s zijn een soort warmtebatterijen die smelten als ze warmte opnemen en vast worden als ze die weer afstaan – nadat ze een signaal hebben gekregen. U kent ze wellicht als die handige zakjes die je door een metalen ring te knikken kan laten stollen en zo warm laat worden. Je kan ze weer laten smelten, ‘opladen’, door ze in een pan met heet water te leggen.
De weerstand van de PCM die de onderzoekers kozen, verandert door hoge spanningspieken. Deze zeer kleine elementjes verbruiken maar een procent van de hoeveelheid stroom van een standaard geheugenelement omdat ze veel kleiner zijn. Dat is nog niet eens alle goede nieuws. Ze zijn ook nog eens veel stabieler dan  standaard geheugenelementen omdat ze hun informatie niet opslaan als elektrische of magnetische lading, maar door de atomen onderling van positie te veranderen. Ook ideaal voor gebruik in fabrieksomgevingen en de ruimte dus, waar kosmische straling en sterke magneetvelden schering en inslag zijn.

Laptop hoeft nooit meer opgeladen te worden
Als ook het verbruik van de processor en het beeldscherm flink omlaag kan, komt de tijd dichterbij dat laptops helemaal niet meer opgeladen hoeven te worden. In de buurt van het apparaat is er dan voldoende energie beschikbaar. Denk aan licht, temperatuursverschillen en dergelijke. Als het verbruik van een laptop onder een watt komt te liggen – minder dan een fietslampje gebruikt – kan dat ook. Je zou zelfs de energie van het typen of het heen en weer schudden van de laptop tijdens het dragen, kunnen gebruiken om de laptop mee op te laden.  Ongeveer zoals kinematische horloges zichzelf voeden door het voortdurende lopen en schudden van de trotse bezitter. Volgens het enthousiaste viertal hebben ze nog lang niet de bodem van de mogelijkheden bereikt. Ze denken dat het verbruik nog eens met factor tien omlaag kan. Dit systeem is uiteraard ook uiterst interessant voor de enorme computer – en datacentra. Naar schatting zijn computersystemen nu al verantwoordelijk voor enkele procenten van het totale energiegebruik in landen met intensief computergebruik zoals Nederland en de VS en dit percentage stijgt gestaag.

Bronnen:
Science Daily
Science Magazine

Share Button

Germen

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

Dit vind je misschien ook interessant:

4 reacties

  1. Niek schreef:

    Germen, die laatste zin is een beetje vaag dus misschien kan je die beter herformuleren. Enkele procenten van wat?

  2. Kris Steenhaut schreef:

    Als het allemaal zo zou zijn als wordt beweerd (x 100 meer opslag voor hetzelfde volume), dan lijkt mij dit boven alles toch een mogelijke doorbraak voor de electrische auto (= mogelijke autonomie van 1000 km).
    Of is er iets dat mij is ontgaan?

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

Advertisment ad adsense adlogger