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Las nuevas redes eléctricas Smart Grid
El término Smart Grid aparece con frecuencia en las noticias desde hace varios años, a pesar de que la mayoría de la gente no sabe lo que es reciente pero ha ganado mucho interés últimamente. Pero eso no ha impedido que varias empresas de semiconductores tomen una posición seria en el diseño y comercialización de productos para dicha «red inteligente».
Estas compañías han establecido su presencia con los frontales y microcontroladores de medidores eléctricos y chips ZigBee para red local de área (HAN). Tres empresas han sido particularmente agresivas en este campo. las desconocidas Bloom Energy y Silver
Spring Networks y la muy conocida Maxim Integrated Products.
La red eléctrica tal y como la conocemos no ha evolucionado desde su concepción. Sin embargo, los requerimientos actuales respecto al ahorro energético y la integración de nuevos elementos en la red eléctrica, como el vehículo eléctrico o las energías renovables, requieren de la evolución de la red eléctrica tal y como la conocemos a día de hoy.
La Smart Grid es esta evolución, la idea principal es ser capaces de controlar toda la red eléctrica desde la red de alta tensión (actualmente muy monitorizada), así como la de media y baja tensión, de la cual actualmente sólo se monitoriza el 20% aproximadamente.
Las redes de comunicaciones ( y su bajo coste) juegan un papel crucial, proporcionando la posibilidad de distribuir sensores y actuadores conectados a través de la red de comunicaciones que permitirán gestionar la red eléctrica como un conjunto. Este concepto tan sencillo abre muchas posibilidades para la evolución de la red eléctrica, como por ejemplo la posibilidad de distribuir funciones que actualmente se realizaban de forma centralizada, proporcionando mayor autonomía y automatismo a la red eléctrica.
Chips operando como mini-internet
Los chips han dejado de ser cada vez más rápidos. A fin de mantener el aumento del potencia de los chips de computación a la tasa a la que nos hemos acostumbrado, los fabricantes de chips están dando lugar a otros «núcleos» o unidades de procesamiento.
Actualmente, un chip típico puede tener seis u ocho núcleos, todos comunican entre sí sobre un solo haz de «cables», llamado bus. Con un bus, sin embargo, sólo un par de núcleos pueden comunicarse a la vez, lo que sería una grave limitación en chips con cientos o incluso miles de núcleos, que muchos ingenieros eléctricos imaginan como el futuro de la computación.
Li-Shiuan Pe, profesor asociado de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación en el MIT (EE.UU.), quiere que los núcleos de de los ordenadores entren en comunicación de la misma manera que opera internet, haciendo lo siguiente: «paquetes» para transmitir la información, cada núcleo tendrá su propio router, que podría enviar un paquete por cualquiera de varios caminos, dependiendo de la condición de la red como un todo.
En la Conferencia de automatización de diseño en junio, Pe y sus colegas presentarán un documento que describe como «resumen 10 años de investigación» en estas «redes en chips.» No sólo los investigadores establecen límites teóricos de la eficiencia de la conmutación de paquetes de –chip– redes de comunicación, pero también las mediciones actuales realizadas en un chip de prueba en la que estuvo muy cerca de llegar a varios de esos límites.
La última parada para los buses
En principio, los chips de varios núcleos son más rápidos que los chips de un solo núcleo, ya que pueden dividirse las tareas computacionales y ejecutarlas en varios núcleos a la vez. Los núcleos de trabajo en la misma tarea en ocasiones tendrán que compartir los datos, pero hasta hace poco, el recuento de núcleos en los chips comerciales ha sido suficientemente bajo para que un solo bus fuera capaz de manejar la carga de comunicaciones adicional. Eso ya está cambiando, sin embargo: «Los buses han llegado a un límite», dice Pe. «Por lo general se escala a cerca de ocho núcleos.» Los chips de 10 núcleos que se encuentran en servidores de gama alta con frecuencia añaden un segundo bus, pero ese método no funciona para chips con cientos de núcleos.
Por un lado, Pe, dice, «los buses consumen mucha potencia, porque están tratando de manejar ocho o 10 núcleos, al mismo tiempo.» En el tipo de red Pe propone, por el contrario, que cada central se comunica sólo con los cuatro núcleos más cercanos a él. «Aquí, usted está conduciendo a través de segmentos cortos de «cables», lo que les permite ir por debajo de la tensión», explica.
Con visión de futuro
Pe y sus colegas han desarrollado dos técnicas para hacer frente a estas preocupaciones. Una de ellas es algo que llaman «bifurcación virtual» (virtual bypassing). En internet, cuando un paquete llega a un router, el router inspecciona la información de direccionamiento antes de decidir cuál es el camino para circular. Con enrutado virtual, sin embargo, cada router envía una señal de avance a la siguiente, de manera que puede predeterminar el interruptor, lo que acelera el paquete sin ningún cálculo adicional. En los chips de prueba de su grupo, dice Pe, permiten un enfoque muy cercano al máximo de transmisión de datos, sobre las tasas predichas por el análisis teórico.
La otra técnica es algo que se llama «señalización de baja oscilación» (low-swing signaling). Los datos digitales se componen de unos y ceros que se transmiten a través de canales de comunicación como tensión alta y baja. Sunghyun Park, un estudiante de doctorado asesorado por Pe y Chandrakasan Anantha, F. José y Nancy P. Keithley profesor de Ingeniería Eléctrica, ha desarrollado un circuito que reduce la oscilación entre las tensiones altas y bajas de un voltio hasta 300 milivoltios. Con la combinación de señalización virtual, pasando por alto y bajo, el chip de ensayo de los investigadores consumía energía un 38 por ciento menos que los anteriores chips de prueba de conmutación de paquetes. Los investigadores tienen mucho trabajo por hacer, dice Pe, el consumo de potencia del chip de prueba se pone tan cerca del límite teórico como su velocidad de transmisión de datos lo hace. Pero, añade, «si lo comparamos contra un bus, tenemos varios órdenes de magnitud de ahorro».
Luca Carloni, profesor asociado de ciencias informáticas en la Universidad de Columbia, que también investiga las redes en el chip, dice que «el jurado está todavía fuera», sobre el futuro del diseño de chips, pero que «las ventajas de las redes de conmutación de paquetes de chips parecen convincentes». Se hace hincapié en que esas ventajas incluyen no sólo la eficiencia operativa de los chips mismos, sino también» un nivel de regularidad y productividad en tiempo de diseño que es muy importante. «Y en el campo, añade,» las contribuciones de Li-Shiuan son fundamentales. »
Esta historia se publica por cortesía de las noticias del MIT (http://web.mit.edu/newsoffice/ ), un sitio popular que cubre las noticias sobre la investigación del MIT, la innovación y la enseñanza.
Energía electromagnética ambiente capturada como fuente de energía
Dispositivos de barrido puede capturar la energía transmitida por los dispositivos de comunicaciones, la convierten de AC a DC, y luego la guardan en condensadores y baterías. La tecnología de barrido en la actualidad puede tomar ventaja de las frecuencias de radio FM hasta radar, que abarca una gama de 100 MHz a 15 GHz o superior.
Los investigadores de Georgia Tech han encontrado una manera de captar y aprovechar la energía del ambiente transmitida por fuentes tales como transmisores de radio y televisión, redes de teléfonos móviles, y sistemas de comunicaciones por satélite. Se cree que la técnica podría proporcionar una nueva forma de energía a redes eléctricas, sensores inalámbricos, microprocesadores y chips de comunicaciones.
«Hay una gran cantidad de energía electromagnética a nuestro alrededor, pero nadie ha sido capaz de acceder a ella,» Manos Tentzeris, profesor en la Escuela Técnica de Ingeniería Eléctrica e Informática, de Georgia, que dirige la investigación, dijo en un comunicado. «Estamos utilizando una antena de banda ultra ancha que nos permite explotar una variedad de señales en diferentes rangos de frecuencia, que nos da mucha mayor capacidad de recolección».
«De acuerdo con la universidad, los dispositivos de barrido pueden capturar la energía transmitida por los dispositivos de comunicaciones, conversión de AC a DC, y luego almacenado en condensadores y baterías. La tecnología de barrido en la actualidad puede tomar ventaja de las frecuencias de radio FM para el radar, que abarca una gama de 100 MHz a 15 GHz o superior.
Experimentos de barrido que utilizan bandas de televisión han dado una potencia que asciende a cientos de microvatios, y se espera que multi-sistemas de banda generen un milivatio o más, informaron en el centro. La universidad agregó que esa cantidad de energía es suficiente para operar muchos pequeños dispositivos electrónicos, incluyendo una variedad de sensores y microprocesadores.
Los investigadores esperan que mediante la combinación de tecnología de barrido con supercondensadores y un funcionamiento cíclico, la tecnología será capaz de alimentar dispositivos que requieran más de 50 milivatios. En este enfoque, la energía se acumula en una batería de tipo supercondensador y se utiliza cuando se alcanza el nivel de potencia deseada.
Los investigadores dijeron que ya han operado con éxito un sensor de temperatura con la energía electromagnética capturada de una estación de televisión que estaba a medio kilómetro de distancia. Se está preparando otro experimento en la que un microcontrolador basado en un microprocesador se activa simplemente al sostenerlo en el aire.
Tentzeris señaló que la explotación de una amplia gama de bandas electromagnéticas aumenta la fiabilidad de los dispositivos de barrido de energía, porque si uno se desvanece en un rango de frecuencia de forma temporal debido a las variaciones de uso, el sistema aún puede explotar otras frecuencias.
Los investigadores también tomó nota de que el dispositivo de barrido puede ser usado solo o en combinación con otras tecnologías de generación o podría proporcionar una forma de copia de seguridad del sistema. Por ejemplo, si una batería o un paquete solar-colector falla completamente, la energía capturada podría permitir al sistema para transmitir una señal a través de un móvil, de socorro mientras también potencialmente podría mantener funcionalidades críticas.
Los investigadores están utilizando impresoras de inyección de tinta suministrada con nanopartículas de plata y / o otras nanopartículas en una emulsión para combinar sensores, antenas, y capacidades de barrido de energía de polímeros de papel o flexibles. Este enfoque permite que el equipo sirva para imprimir no sólo los componentes de RF y circuitos, sino también nuevos dispositivos sensores basados ??en nanomateriales como los nanotubos de carbono.
Cuando Tentzeris y su grupo de investigación iniciaron la impresión de inyección de tinta de las antenas en el año 2006, los circuitos basados ??en papel sólo funcionaban en las frecuencias de 100 a 200 MHz, recordó Rushi Vyas, un estudiante de posgrado del Tecnológico de Georgia trabajando en el proyecto.
«Ahora podemos imprimir circuitos que son capaces de funcionar a velocidades de hasta 15 GHz – 60 GHz si se imprime en un polímero», dijo Vyas en el comunicado. «Así que hemos visto una mejora de la frecuencia de operación de dos órdenes de magnitud».
Los investigadores dijeron que sensores inalámbricos autoalimentados podrían ser utilizados para productos químicos, calor , biología, detección de tensión para defensa e industria, RFID (identificación por radiofrecuencia) marcado para las tareas de fabricación y envío, y el seguimiento en muchos campos, incluyendo las comunicaciones y el uso de energía. Los investigadores creen que estos sensores autoalimentados, inalámbricos basados ??en papel pronto estará ampliamente disponible a un costo muy bajo.
Ferroeléctricos elaborados en substrato plástico
Memorias ferroeléctricas, matrices de captación de energía, sensores, actuadores, pronto podrían ser fabricados en materiales plásticos, de acuerdo con los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia, que ha demostrado recientemente un nuevo proceso de baja temperatura utilizando un microscopio de fuerza atómica (AFM).
Utilizando un proceso denominado nanolitografía termoquímica, un equipo dirigido por el profesor de Georgia Tech NazaninBassiri-Gharb ha descubierto un proceso de baja temperatura para el depósito de los materiales ferroeléctricos en substratos de plástico. El grupo, que también incluye al becario postdoctoral Suenne Kim, la profesora Elisa Riedo, y graduado asistente Yaser Bastani, han demostrado recientemente que las estructuras ferroeléctricas a nanoescala se podrían utilizar para los dispositivos ferroeléctricos fabricados en polímeros baratos.
Usando la punta caliente de un AFM, el grupo fabricño estructuras ferroeléctricas adecuadas para los dispositivos semiconductores, o MEMS, como sensores y actuadores, incluyendo cables de sólo 30 nanómetros de ancho y esferas tan sólo 10 nm de diámetro. Para las memorias ferroeléctricas, el grupo estima que densidades de hasta 200 gigabytes por pulgada cuadrada (una pulgada equivale a 2.54 cm) pueden ser fabricadas con el proceso.
La investigación fue realizada en colaboración con la Universidad de Illinois(Urbana-Champaign) y la Universidad de Nebraska (Lincoln). La financiación fue proporcionada por la National Science Foundation y el Departamento de Energía de EE.UU..
Células de biocombustible producen electricidad a partir de glucosa en la sangre
Los caracoles se han unido a ls creciente relación de animales cuyo propio metabolismo puede ser utilizado para generar electricidad. Siguiendo con implantes en langostas y ratas y, finalmente la sangre humana. El diseño de dispositivos que son mucho más eficientes energéticamente, o sólo necesita ocasionales estallidos de energía, aumentará la gama de aplicaciones. Esta tecnología tiene claras implicaciones transhumanas.
En cada uno de los moluscos, Katz y su equipo de la Universidad de Clarksonen Potsdam, Nueva York, han implantado células pequeñas de biocombustible que extraen la energía eléctrica a partir de la glucosa y el oxígeno en la sangre. Masticando principalmente las zanahorias, los caracoles cyborg viven alrededor de medio año y generan electricidad cuando sus electrodos implantados están conectados a un circuito externo.
Los caracoles de Katz, por ejemplo, produce hasta 7,45 microvatios, pero después de 45 minutos, la potencia había disminuido en un 80%. Para obtener energía continua, el equipo de Katz redujo la energía que se extrae a 0,16microvatios.
Scherson dice que piensa que va a ser capaz de obtener unos pocos cientos de microvatios de las cucarachas (la alimentación de las celdas de biocombustibles en la trehalosa, un azúcar diferente de la glucosa). Singhal reporta resultados similares para los escarabajos. Scherson, que está trabajando con una gran empresa para construir circuitos microelectrónicos para sus cucarachas, señala que la potencia no necesita ser generada de forma continua, puede ser almacenada en condensadores y liberada en pulsos, ya ha sido capaz de producir y detectar una radioseñal de cucarachas esta manera.
Investigadores desarrollan supercondensador de grafeno para dispositivos electrónicos portátiles
Los condensadores electroquímicos (EC), también conocidos como supercondensadores, difieren de los condensadores normales que se encuentran en su televisor o la computadora. Han llamado la atención como dispositivos de almacenamiento de energía, ya que cargar y descargar es más rápido que las baterías, sin embargo, están todavía limitados por la densidad de energía que es baja, sólo una fracción de la densidad de energía de las baterías. Un condesador electrolítico que combina el rendimiento de energía de los condensadores con la alta densidad de energía de las baterías representaría un avance significativo en la tecnología de almacenamiento de energía. Esto requiere nuevos electrodos que no sólo mantengan una alta conductividad, sino también proporcione mayor área superficial y más accesibles que los convencionales que utilizan CE activados por electrodos de carbono.
Ahora los investigadores de UCLA han utilizado unidad óptica de DVD para producir dichos electrodos. Los electrodos se componen de una red ampliada de grafeno – una capa de un átomo de espesor de carbono grafítico – que muestra excelentes propiedades mecánicas y eléctricas, así como la superficie excepcionalmente alta.
Investigadores de la UCLA desde el Departamento de Química y Bioquímica, el Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería y el Instituto NanoSystems de California demuestran un alto rendimiento de los condensadores electroquímicos basados en el grafeno que mantienen excelentes atributos electroquímicos bajo tensión mecánica. El documento se publica en la revista Science.
El proceso se basa en el revestimiento de un disco DVD con una película de óxido de grafito que es entonces tratada con láser en el interior de una unidad de DVD LightScribe para producir electrodos de grafeno. Típicamente, el rendimiento de los dispositivos de almacenamiento de energía es evaluado por dos figuras principales, la densidad de energía y la densidad de potencia. Suponga que está utilizando el dispositivo para ejecutar un coche eléctrico – la densidad de energía nos dice hasta qué punto el coche puede ir con una sola carga, mientras que la densidad de potencia nos dice qué tan rápido puede ir el coche. Aquí, los dispositivos hechos con electrodos Laser Scribed Graphene (LSG) presentan valores de ultra alta densidad de energía en diferentes electrolitos, manteniendo la alta densidad de potencia y estabilidad excelente ciclo de EC. Por otra parte, estos ECs mantienen excelentes atributos electroquímicos bajo tensión mecánica y por lo tanto mantienen la promesa de alta potencia en la electrónica flexible.
«Nuestro estudio demuestra que admiten más carga que las baterías convencionales, pero se puede cargar y descargar un cien a mil veces más rápido», dijo Richard B. Kaner, profesor de química y ciencia de los materiales e ingeniería.
«A continuación, presentamos una estrategia para la producción EC de alto rendimiento basados en el grafeno, a través de un simple enfoque de estado sólido que evita el reapilado de las hojas de grafeno», dijo Maher F. El-Kady, el autor principal del estudio y un estudiante graduado en el laboratorio de Kaner.
El equipo de investigación ha fabricado electrodos LSG que no tienen los problemas de los electrodos de carbono activado que hasta ahora han limitado el rendimiento de comercial de EC. En primer lugar, el láser LightScribe provoca la reducción simultánea y exfoliación del óxido de grafito y produce una red abierta de LSG con una superficie sustancialmente mayor y más accesible. Esto se traduce en una capacidad de almacenamiento de carga considerable para los supercondensadores LSG. La estructura de red abierta de los electrodos ayuda a minimizar la trayectoria de difusión de iones de electrólito, que es crucial para la carga del dispositivo. Esto puede explicarse por las hojas de grafeno fácilmente accesibles planas, mientras que la mayor parte del área superficial del carbono activado se encuentra en los poros muy pequeños que limitan la difusión de iones. Esto significa que los supercondensadores LSG tienen la capacidad de entregar energía ultraalta en un corto período de tiempo mientras que los del carbono activado no pueden.
Además, los electrodos LSG son mecánicamente robustos y muestran una alta conductividad (> 1700 S/m) en comparación con carbono activado (10-100 S/m). Esto significa que los electrodos LSG puede ser utilizados directamente como electrodos supercondensadores sin la necesidad de aglutinantes o colectores de corriente como es el caso para el carbono activado convencional, ECS. Además, estas propiedades permiten a los LSG actuar tanto como el material activo y la corriente de colector en el CE. La combinación de ambas funciones en una sola capa conduce a una arquitectura simplificada y hace de los LSG supercondensadores dispositivos rentables.
Comercialmente disponibles, los EC consisten en un separador colocado entre dos electrodos con electrolito líquido que o bien se enrolla en espiral o se envasa en un recipiente cilíndrico o apilados en una pila de botón. Por desgracia, estas arquitecturas de dispositivos no sólo sufren de una posible fuga nociva de electrolitos, pero su diseño hace que sea difícil usarlos para prácticas de electrónica flexible.
El equipo de investigación sustituye el electrolito líquido con un electrolito de polímero gelificado que también actúa como un separador, reduciendo aún más el espesor del dispositivo y el peso y la simplificación del proceso de fabricación, ya que no requiere materiales especiales de embalaje.
A fin de evaluar en condiciones reales el potencial de LSG-CE para el almacenamiento flexible, el equipo de investigación colocó un dispositivo de bajo constante estrés mecánico para analizar su rendimiento. Curiosamente, esto tuvo un efecto casi nulo en el rendimiento del dispositivo.
«Atribuimos el alto rendimiento y durabilidad a la alta flexibilidad mecánica de los electrodos a lo largo de la estructura de la red de interpenetración entre los electrodos y el electrolito LSG gelificado», explica Kaner. «El electrolito se solidifica en el conjunto del dispositivo y actúa como pegamento que mantiene a los componentes del dispositivo juntos». El método mejora la integridad mecánica y aumenta el ciclo de vida del dispositivo, incluso cuando se ensaya en condiciones extremas.
Este notable desempeño aún no se ha realizado en los dispositivos comerciales, estos supercondensadores LSG podrían abrir el camino a sistemas de almacenamiento ideales de energía para la próxima generación de electrónica flexible para portátiles.
Fuente: EurekAlert!
Ropa de seda que actúa como pantalla LED
La tela del vestido de seda funciona como una pantalla integrada por diez mil diodos emisores de luz (LED) bordados a mano y que, combinados con cristales Swarovski, provocan distintos efectos ópticos y texturas, gestionados por un microcontrolador.
Cute Circuit es un colectivo inglés de diseño de moda formado por Francesca Rosella y Ryan Genz, quienes se dedican a explorar las posibilidades de los wearables y redefinir de forma electrónica el mundo de la alta costura.
A la venta en Cute Circuit
LED con eficiencia superior al 100% no violan leyes de la termodinámica
Los físicos empeñados en «destruir el universo» han llegado con un pequeño LED que produce 69 picovatios de la luz durante el uso, con sólo 30 picovatios de potencia suministrada. Esa es una eficiencia superior al 100%, lo que debería ser imposible, pero no lo es.
La semana pasada, físicos del MIT publicaron un artículo en Physical Review Letters titulado «Diodos emisores de luz termoeléctricamente bombeados funcionan por encima de la eficiencia unidad.» Mi conjetura es que la mayoría de los físicos temblarán un poco al ver la frase «por encima de la unidad,» porque esa es otra manera de decir ya sea «máquina de movimiento perpetuo» o «energía gratis», ambos de los cuales es probable que se deba a un excéntrico (si tienes suerte) o un chiflado total (si no esta).
El exceso puede ser imposible, pero el LED en este trabajo sin duda dio más del doble de energía en forma de fotones, como los investigadores alimentaron en forma de electrones. Encontraron que a medida que disminuye la tensión eléctrica que entró en el LED, la luz emitida por una disminución de la proporción directa, mientras que la potencia de entrada disminuye de manera exponencial. En otras palabras, a menos potencia que se proporciona LED, más eficiente se vuelve para producir luz, y si se disminuye la potencia suficiente, pueden ir más allá de la marca de eficiencia del 100%.
Entonces, ¿cómo no se invalida la conservación de la energía? Tenemos que ver cómo la energía fluye a través de todo el sistema, no sólo en la electricidad y la luz hacia fuera. Cuando el LED se pone a más de 100% de eficiencia eléctrica, comienza a enfriarse por sí mismo hacia abajo, lo cual es otra manera de decir que trata de robar la energía (en forma de calor) de su entorno y convertir ese calor en fotones.
Este efecto de enfriamiento tiene algunas implicaciones interesantes para la electrónica de baja potencia, pero lo más importante, todos podemos descansar un poco más fácil a sabiendas de que las leyes físicas básicas que enmarcan nuestra percepción del universo han sobrevivido un día más.
Optochip de IBM transfiere un trillón de bit de información por segundo
Los avances en las comunicaciones ópticas están siendo impulsados por una explosión de nuevas aplicaciones y servicios, así como la cantidad de datos que se crean y se transmiten a través de las redes corporativas y por los consumidores, siguen aumentando. Un terabit por segundo, el más reciente avance de IBM en tecnología de chips ópticos, proporciona cantidades sin precedentes de ancho de banda que podría algún día transportar grandes cargas de datos tales como mensajes a sitios de medios sociales, fotos digitales y videos publicados en línea, sensores utilizados para recopilar información sobre el clima, y transacciones registros de las compras en línea.»Llegar a un trillón de bit por segundo marca el último hito de Holey Optochip, la marca de IBM para desarrollar chips transceptores que pueden manejar el volumen de tráfico en la época de los datos importantes», dijo el investigador de IBM Clint Schow, parte del equipo que construyó el prototipo. «Hemos estado trabajando activamente en mayores niveles de integración, la eficiencia energética y el rendimiento de todos los componentes ópticos a través de los empaquetados y las innovaciones del circuito. Nuestro objetivo es mejorar la tecnología para su comercialización en la próxima década, con la colaboración de socios de fabricación «.Las redes ópticas ofrecen el potencial de mejorar significativamente las tasas de transferencia de datos acelerando el flujo de datos usando pulsos de luz, en lugar de enviar electrones sobre cables. Debido a esto, los investigadores han estado buscando maneras de hacer uso de señales ópticas dentro de estándares de bajo costo y alto volumen de las técnicas de fabricación de chips para uso generalizado.
El uso de un nuevo enfoque, los científicos en los laboratorios de IBM desarrollaron el Optochip Holey con la fabricación de 48 cavidades a través de un chip de silicio CMOS estándar. Las cavidades permiten el acceso óptico a través de la parte posterior del chip a 24 canales receptores y 24 transmisores para producir un diseño ultracompacto, módulo óptico de alto rendimiento y de bajo consumo capaz de las elevadas tasas de registro de transferencia de datos.
La compacidad y capacidad de comunicación óptica se han convertido en indispensables en el diseño de grandes sistemas de manejo de datos. Con esto en mente, el módulo Holey Optochip está construido con componentes que están disponibles en el mercado hoy en día, ofreciendo la posibilidad de fabricarlos con las economías de escala.
En consonancia con las iniciativas de computación verde, el Optochip Holey logra récord de velocidad con una eficiencia energética (la cantidad de potencia necesaria para transmitir un bit de información) que está entre los mejores que se haya reportado. El transceptor consume menos de cinco vatios, la potencia consumida por una bombilla de 100 W podría alimentar 20 transceptores. Este progreso en las interconexiones de energía eficiente es necesario para permitir a las empresas que adoptan computación de alto rendimiento para manejar su carga de energía en el desempeño de aplicaciones de gran alcance, tales como análisis, modelado de datos y las previsiones.
Al demostrar los niveles sin precedentes de rendimiento, el Optochip Holey pone de manifiesto que la alta velocidad y bajo consumo de energía en las interconexiones son factibles a corto plazo y la óptica es el medio de transmisión único que puede mantenerse a la vanguardia de la demanda de aceleración mundial de la banda ancha. El futuro de la computación se basan en gran medida en la tecnología de chip óptico para facilitar el crecimiento de grandes datos y computación en la nube y el impulso de aplicaciones de próxima generación de centros de datos.
Microprocesadores de ordenador: ahorro de energía y dinero
En los microprocesadores de hoy en día, gran parte de la potencia consumida para poner en funcionamiento el procesador se está desperdiciando.
A un equipo de investigadores de Case Western Reserve University, se le ocurrió una idea novedosa llamada puerta de potencia de grano fino, lo que ahorra energía y dinero en un par de maneras: se utiliza menos energía y menos calor.
«El uso de menos energía produce menos calor. Menos calor significa que se necesita menos enfriamiento», dijo Swarup Bhunia, profesor de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación y un autor de la investigación. «Eso puede evitar la necesidad de un ventilador grande para enfriar el procesador, lo que ahorra mucho dinero». Los procesadores se utilizan en una variedad de productos, desde computadoras hasta teléfonos celulares. Los gastos operacionales podrían reducirse en más de un tercio, dicen los investigadores.
Bhunia, Lei Wang y Somnath Paul, cuyo trabajo fue financiado por la Corporación Intel, presentaron su idea en la 25 ª Conferencia Internacional sobre la VLSI (Very-Large-Scale Integration) de diseño. Recibieron el premio a la mejor ponencia en la conferencia, celebrada en Hyderabad, India.
Bhunia explicó que dos partes de un procesador consumen energía: la ruta de datos y la memoria. La ruta de datos realiza cálculos y toma decisiones de control, mientras que almacena los datos de la memoria. En informática rara vez se requiere todo lo que un procesador es capaz de proporcionar durante todo el tiempo, pero todo el procesador está totalmente encendido de la misma manera.
Un intento de mejorar la disipación de potencia en los procesadores es a través de algo llamado coarse gating. Se apaga un bloque completo del procesador que no está siendo utilizado. Por ejemplo, habitualmente el bloque que realiza las sumas consume energía aunque no esté el microprocesador efectuando una suma.
El problema con este método es que la mayor parte del tiempo encontrar un bloque completo que no está siendo utilizado en un momento dado es dura.
El equipo de la Case Western Reserve tuvo la idea de compuerta para apagar sólo las partes de un componente que no se están utilizando en ese momento. La memoria funciona del mismo modo. Un procesador tiene que ser capaz de almacenar grandes cantidades, pero rara vez en realidad las almacena.
Esto puede no parecer mucho, pero añade todo y se hace una gran diferencia. El equipo calculó que el ahorro de energía total de un procesador típico de un sistema de alto rendimiento, tales como una computadora de escritorio, sería de alrededor de 40%.
Bhunia explicó que su sistema no puede ser aplicado a los procesadores actuales, pero podrían ser utilizados por las empresas para construir procesadores de próxima generación. Este nuevo método no sólo ayuda a las corporaciones sin embargo, pues una batería de teléfono móvil celular, pasaría de durar ocho horas a 11, por ejemplo.
Fuente: Case Western Reserve University, via Newswise.
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