Недавно компания IBM представила миру самый миниатюрный компьютер, размер которого составляет всего 1х1 миллиметр. Стоимость производства такого устройства, по официальным данным, не превышает 10 центов. Производительность этого компьютера сравнима с мощностью процессоров начала девяностых годов прошлого века. В его состав входят сотни тысяч транзисторов, оперативная память SRAM, фотоприемник и передатчик светового сигнала. По мнению IBM, подобные системы могут найти применение в различных областях, таких как отслеживание поставок товаров, умные дома, медицина и др. Недавно стало известно о разработке учеными Мичиганского университета еще более компактной системы с размерами 0,3х0,3 миллиметра. Вообще инженеры Мичиганского университета в течение нескольких лет держали рекорд по миниатюрным компьютерным системам.
Так, предыдущую модель, Michigan Micro Mote, они изготовили с габаритами всего 2x2x4 мм. У этого устройства были датчик движения, давления, фотоэлемент, радио. Его создавали как элемент имплантируемых медицинских устройств. Появился он не вдруг, а спустя десятилетие после начала работы над проектом создания сверхминиатюрной вычислительной системы.
Надо сказать, что это был полноценный компьютер, в памяти которого ПО и данные сохранялись даже во время отключения питания. Все, как с обычным компьютером, который, будучи отключен от сети, способен в любой момент восстановить работу.
С новыми миниатюрными системами от IBM и того же Мичиганского университета все не так. Как только отключается питание, все данные пропадают. Собственно, эксперты сомневаются в том, можно ли называть такие миниатюрные устройства компьютерами. «Мы не уверены в том, что они могут называться компьютерами. В принципе, решить проблему можно, если знать минимальный набор функций», — говорит один из участников проекта.
Michigan Micro-Mote
Теперь стоит пояснить, зачем в такой системе приемник и передатчик оптического сигнала. Это сделано потому, что компьютер слишком уж мал для того, чтобы установить еще и беспроводный модуль связи. Поэтому его создатели решили ограничиться лишь оптической системой, которая может быть значительно меньшей по размеру, чем радиомодуль. Для того, чтобы устройство начало работу, в него сначала загружаются данные, которые передаются в виде света, вся дальнейшая работа с таким компьютером осуществляется по тому же принципу.
Одна из проблем, которые пришлось решить в ходе работы над устройством — как избежать наводок в условиях отсутствия корпуса и общей миниатюрности устройства. Видимый свет может возбуждать токи в схеме, что нарушало бы нормальную работу гаджета. Но разработчикам удалось решить эту проблему, использовав специфическую компоновку элементов на плате.
«Нам в действительности пришлось искать подходящий способ компоновки элементов платы, что помогло избежать возможности возникновения наводок при воздействии прямых солнечных лучей», — говорит Дэвид Блау, руководитель исследовательской группы.
Устройство задумывалось как прецизионный датчик температуры, который преобразует показания в длительность электронных импульсов. Далее показания сравниваются с образцами импульсов, которые посылаются базовой станцией. Таким образом, система может измерять температуру, к примеру, в образце живых клеток. Погрешность измерения составляет 0,1°С. Такая точность нужна для выявления раковых опухолей. Некоторые данные медицинских исследований показывают, что опухоли имеют более высокую температуру, чем здоровые ткани, которые окружают злокачественное новообразование.
По словам разработчиков, миниатюрный компьютер может использоваться не только в онкологии, но и во многих других отраслях медицины. Так, эта система может работать в качестве датчика внутриглазного давления для диагностики глаукомы. Кроме того, миниатюрное устройство можно использовать в качестве датчика для мониторинга нефтяных резервуаров, мониторинга режима работы двигателя корабля или отдельных его элементов, мониторинга биохимических процессов, видео- и аудио наблюдении, блокчейне и многих других сферах.
Автор: Максим Агаджанов
Источник: https://habr.com/
