Όταν η θερμότητα γίνεται δεδομένο: Το MIT ανατρέπει τους κανόνες της πληροφορικής

Ερευνητές στο Massachusetts Institute of Technology παρουσίασαν μια πειραματική απόδειξη για νέα αναλογικά υπολογιστικά εξαρτήματα που επιτρέπουν στις ηλεκτρονικές συσκευές να επεξεργάζονται πληροφορίες αξιοποιώντας τη θερμότητα που οι ίδιες παράγουν.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στις 29 Ιανουαρίου στο επιστημονικό περιοδικό Physical Review Applied και περιγράφει τον σχεδιασμό μικροσκοπικών δομών πυριτίου, ικανών να ελέγχουν με ακρίβεια τον τρόπο με τον οποίο διαχέεται η θερμότητα στην επιφάνεια ενός μικροτσίπ.

Οι δομές αυτές είναι πλήρως παθητικές και δεν περιλαμβάνουν ηλεκτρονικά κυκλώματα. Αξιοποιούν τους φυσικούς νόμους της θερμικής αγωγιμότητας ώστε να κατευθύνουν τη θερμική ενέργεια σε συγκεκριμένα σημεία, όπου μπορεί να κωδικοποιηθεί ως πληροφορία.

Η προσέγγιση εντάσσεται στη λογική της αναλογικής υπολογιστικής, όπου οι συνεχείς φυσικές μεταβλητές, όπως η θερμοκρασία και η ροή θερμότητας, λειτουργούν ως φορείς επεξεργασίας δεδομένων αντί για τα δυαδικά 1 και 0 των συμβατικών ψηφιακών συστημάτων.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η τεχνική μπορεί να αξιοποιηθεί για τον εντοπισμό πηγών θερμότητας και την καταγραφή μεταβολών θερμοκρασίας σε ηλεκτρονικά κυκλώματα, χωρίς πρόσθετη κατανάλωση ενέργειας. Παράλληλα, μειώνεται η ανάγκη για πολλαπλούς αισθητήρες θερμοκρασίας που καταλαμβάνουν πολύτιμο χώρο πάνω σε ένα τσιπ.

Εφόσον η σχεδίαση καταστεί κλιμακώσιμη, η ερευνητική ομάδα εκτιμά ότι θα μπορούσε να ενσωματωθεί σε μικροηλεκτρονικά συστήματα και να ενισχύσει την ενεργειακή αποδοτικότητα απαιτητικών υπολογιστικών εφαρμογών, όπως τα φορτία εργασίας τεχνητής νοημοσύνης.

«Στις περισσότερες περιπτώσεις, όταν εκτελούνται υπολογισμοί σε μια ηλεκτρονική συσκευή, η θερμότητα αποτελεί παραπροϊόν. Συνήθως επιδιώκεται η απομάκρυνσή της. Εδώ αξιοποιήσαμε τη θερμότητα ως μορφή πληροφορίας και δείξαμε ότι η υπολογιστική επεξεργασία μέσω θερμικών ροών είναι εφικτή», δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Caio Silva.