Ta del av allt innehåll på Aktuell Hållbarhet
Starta din prenumeration

Prenumerera

Lördag26.09.2020

Kontakt

Annonsera

Meny

Starta din prenumeration

Prenumerera

Sök

Klimat

Så ska forskare stoppa elläckor

Publicerad: 8 November 2010, 13:53

Datorer drar ström när de inte används. Elektronik drar ström när den inte används. Det kostar miljarder för hushåll, företag och myndigheter. Nu ska ett europeiskt forskningsprojekt dra åt kranarna.


Ämnen i artikeln:

CleantechTeknikMiljöteknikGreentechForskningIngenjör

Transistorer läcker och läckande transistorer drar ström även när de inte arbetar. Om man lägger ihop alla elektroniska apparater i alla länder slutar läckströmmen på miljoner kilowatt. Därför pågår ett europeiskt forskningsinitiativ som ska täppa till läckorna.

Det är den statliga tekniska högskolan i Lausanne i Schweiz som startat projektet tillsammans med IBM. Målet är elektronik som inte drar någon energi alls när den står i viloläge.

Programmet heter Steeper (brantare på engelska) eftersom målsättningen är att skapa en brantare backe, eller övergång, från lägre till högre spänning. Ju brantare backe, desto tydligare skillnad mellan ettor och nollor. Ju större skillnad mellan ettor och nollor, desto enklare är det för processorn att skilja dem åt, något som gör att den inte behöver arbeta lika hårt och därför förbrukar mindre ström.

Projektet leds av professor Adrian Ionescu i Lausanne.

– Vår vision är att tillverkarna ska kunna bygga elektronikens heliga Graal: en dator som förbrukar försumbart med energi i viloläge, säger professor Ionescu.

Projektet påbörjades i somras och ska pågå i tre år.

Att transistorer läcker ström ligger i transistorers natur. I en transistor kan samma kiselbit ibland vara elektriskt ledande och ibland isolerande. Samma bit av kisel kan släppa igenom elektroner eller blockera dem. Skillnaden mellan tillstånden – ledande och isolerande – är aldrig total. Ibland slinker det igenom en elektron när grinden är stängd och varje förlupen elektron innebär förlorad energi.

Forskarna i Lausanne har två mål: att kretsarna ska läcka mindre energi, helst ingen alls. Och att de, när de arbetar, ska de förbruka mindre energi.

En målsättning man strävar mot är kretsar som arbetar på en halv volt eller mindre. Idag finns processortyper som kan komma ner i 0,94 volt men processorer som exempelvis Intels arbetar på en spänning mellan en och 1,5 volt.

Problemet med låg spänning är att den gör det svårare för elektroniken att skilja en etta från en nolla. De ettor och nollor som en processor bearbetar är ett flöde av elektriska pulsar. En etta är en puls med högre spänning, en nolla är en puls med lägre spänning. Idealet vore om nollan kunde vara på noll volt, men det är praktiskt omöjligt.

Nackdelen med hög spänning är hög energiförbrukning. Med hög spänning blir det också svårare för processorn att arbeta snabbt. Det tar tid – mätt i mikrosekunder – att växla mellan spänningsnivåerna.

I decennier har tillverkarna arbetat för att sänka spänningen. För tjugo år sedan räknades tre volt som lågt. För att nå dagens målsättning på en halv volt utforskar man nu egenskaperna hos klassiska transistormaterial som kisel och kiselgermanium. Istället för den vanliga transistortypen som kallas mosfet, prövar forskarna en annan trasistor som byter tillstånd snabbare och som kallas för tfet.

Ett annat material som man använder sig av är nanotuber. En nanotub är en rulle av kolatomer som sitter ihop i sexkantsmönster och som påminner om en rulle hönsnät. Nanotuberna kan fungera som halvledare, och göra samma jobb som en transistor, om man byter ut några av kolatomerna mot andra atomer, "dopar" nanotuben. I Lausanne-forskarnas projekt ska nanotuberna användas för att styra transistorerna.

Miljöaktuellt, redaktionen

Dela artikeln:


Håll dig uppdaterad med vårt nyhetsbrev

Genom att skicka in mina uppgifter godkänner jag Bonnier Business Media AB:s (BBM) allmänna villkor. Jag har även tagit del av BBM:s personuppgiftspolicy.