Connect with us

Технологии

Технологический прорыв: в США придумали, как производить более мощные и “холодные” чипы

Published

on

Физики придумали, как решить проблему с перегревом меди в электронике, который снижает проводимость и эффективность работы.

Исследователи из Университета Вирджинии в США открыли путь к разработке более производительных компьютерных чипов, научившись управлять теплом. Они опубликовали статью об этом в журнале Nature Communications.

Ученые в партнерстве с разработчиком процессоров Intel совершили значительный прорыв в повышении эффективности компьютерных чипов, подтвердив ключевой принцип, который управляет потоком тепла в тонких металлических пленках. Результаты исследования помогут создавать более быстрые, более компактные и энергоэффективные устройства, чем когда-либо прежде.

Как объяснил ведущий исследователь и аспирант кафедры машиностроения и аэрокосмической техники Рафикул Ислам, управление теплом становится чрезвычайно важной задаче, поскольку устройства продолжают уменьшаться в размерах. В современных игровых консолях или центрах обработки данных с искусственным интеллектом постоянная работа на высокой мощности часто приводит к проблемам с теплообменом.

“Наши выводы дают план смягчения этих проблем путем усовершенствования способа прохождения тепла через сверхтонкие металлы, такие как медь”, — заявил ученый.

Медь широко используется в технике благодаря своим превосходным проводящим свойствам, но сталкивается со значительными проблемами при уменьшении размера устройств. В масштабах нанометров материал сильно нагревается, что приводит к снижению проводимости и эффективности.

Чтобы устранить этот недостаток, исследователи сосредоточилась на важнейшем элементе тепловой науки, известном, как “правило Маттиссена”, которое они проверили на сверхтонких медных пленках. Правило помогает предсказать, как различные процессы рассеяния влияют на поток электронов, но до сих пор его никому не удавалось подтвердить в наноразмерных деталях.

Используя новый метод, известный как стационарное термоотражение (SSTR), команда измерила теплопроводность меди и сравнила ее с данными по электрическому сопротивлению. Это прямое сравнение показало, что правило Маттиссена, применяемое с определенными параметрами, надежно описывает, как тепло перемещается через медные пленки даже при наномасштабной толщине.

Это исследование может не только заставить устройства работать холоднее, но и сократить количество энергии, теряемой на тепло — недостаток для современных технологий. Подтвердив, что правило Маттиссена выполняется даже в наномасштабах, группа проложила путь к совершенствованию материалов, которые соединяют схемы в современных компьютерных чипах, и установила стандарт для производителей.

“Вместе с подтверждением этого правила у разработчиков микросхем получили надежное руководство для прогнозирования и контроля того, как будет вести себя тепло в крошечных медных пленках. Это меняет правила игры для создания микросхем, которые соответствуют требованиям к энергии и производительности будущих технологий”, — говорит профессор Патрик Хопкинс.

Результаты имеют большой потенциал для продвижения технологии КМОП (комплементарный металл-оксид-полупроводник) следующего поколения, ключевого компонента современной электроники. КМОП является стандартной технологией, лежащей в основе интегральных схем, используемых в устройствах от компьютеров и смартфонов до автомобилей и медицинского оборудования.

Источник: Nature Communications

author avatar
Юрій Гай
Народився і живу в місті Біла Церква на Київщині. Закінчив національний університет ім. Драгоманова по спеціальності соціологія. Захоплююсь подорожами та мотоциклами. Професійно займаюсь дизайном і поліграфією. Радий бути в дружній команді Shode.life!
Continue Reading
Advertisement

Технологии

Учёные пересматривают происхождение человека: не одна популяция, а сеть

Новое генетическое исследование ставит под сомнение классическую теорию о происхождении человечества от одной популяции в Африке. Учёные всё чаще склоняются к модели, в которой ранние люди представляли собой сеть взаимодействующих групп.

Published

on

By

Close-up of two brown eyes side by side, one squinting on the left and the other wide open on the right, showing lashes and skin texture.

Представление о том, что все современные люди произошли от одной прародительской популяции в Африке, может оказаться слишком упрощённым. К такому выводу пришли исследователи, анализировавшие генетические данные современных африканских народов и древних Homo sapiens.

Как сообщает Science Daily, команда под руководством профессора Бренны Хенн из Калифорнийского университета в Дэвисе предложила новую модель эволюции человека. Вместо привычного «генеалогического дерева» она больше напоминает сеть взаимосвязанных популяций, которые разделялись, мигрировали и снова смешивались.

Учёные по-прежнему считают, что Homo sapiens возник в Африке, однако путь его формирования оказался значительно сложнее. Исследование показало, что ранние человеческие популяции обменивались генами на протяжении сотен тысяч лет, прежде чем начали чётко разделяться.

Анализ включал геномы из разных регионов Африки, в том числе 44 новых образца представителей народа нама — коренного населения юга континента с высоким генетическим разнообразием. Образцы собирались в 2012–2015 годах и позволили проверить различные гипотезы происхождения человека.

Согласно наиболее вероятной версии, ключевое разделение популяций произошло примерно 120–135 тысяч лет назад. При этом до этого момента существовали несколько слабо различающихся групп, активно взаимодействовавших между собой.

Исследователи пришли к выводу, что корни человечества представляют собой не одну изолированную группу, а совокупность популяций с постоянным обменом генами. Такая модель лучше объясняет современное генетическое разнообразие людей.

По оценкам учёных, лишь 1–4% генетических различий между современными людьми связано с этими древними популяциями, что указывает на тесную взаимосвязь между ними.

Последующие исследования усиливают эту концепцию. Так, работы 2024 и 2025 годов показали длительную генетическую преемственность в Южной Африке и более широкое разнообразие древних популяций, чем считалось ранее.

Учёные также отмечают, что ранние Homo sapiens взаимодействовали с неандертальцами. Новые находки в пещере Тиншемет в Израиле свидетельствуют, что разные виды людей не только сосуществовали, но и обменивались знаниями, технологиями и культурными практиками.

Таким образом, современная наука всё больше рассматривает происхождение человека как сложный и многослойный процесс, происходивший не в одной точке, а в рамках широкой и динамичной сети популяций.

Источник:  Science Daily

Continue Reading

Здоровье

Учёные создали материал для восстановления костей из обычной шерсти

Исследователи из Королевского колледжа Лондона показали, что кератин, полученный из шерсти животных, может помогать восстановлению костной ткани. Новый материал рассматривают как более доступную и экологичную альтернативу коллагену.

Published

on

By

Left: a scoop of white powder hovering over an open container; right: a blue medical illustration of a human upper body with a highlighted shoulder indicating pain

Учёные разработали экологичный материал для регенерации костей, используя кератин — природный белок, содержащийся в шерсти животных.

Команда Королевского колледжа Лондона протестировала кератиновые мембраны и установила, что они способны направлять рост новой костной ткани в повреждённых участках.

До сих пор одним из основных материалов в регенеративной медицине и стоматологии считался коллаген. Он защищает зону заживления от мягких тканей и помогает кости восстанавливаться. Однако у коллагена есть недостатки: он сравнительно слаб, может быстро разрушаться, а его получение бывает сложным и дорогим.

Кератин из шерсти, напротив, доступен в больших объёмах и проще в производстве. В лабораторных испытаниях мембраны из этого материала образовали прочные каркасы, на которых клетки человеческой кости хорошо приживались и демонстрировали признаки здорового роста.

Затем исследователи проверили технологию на животных. После имплантации кератиновых мембран в повреждённых областях началось формирование новой костной ткани.

По словам учёных, хотя коллагеновые мембраны в целом способствовали образованию большего объёма кости, кератиновые каркасы давали более упорядоченную и прочную структуру, похожую на естественную здоровую кость.

Кроме того, мембраны хорошо интегрировались с окружающими тканями и сохраняли стабильность во время заживления. Это делает разработку перспективной для будущего применения в медицине и стоматологии.

Отдельно исследователи продолжают изучать механизмы регенерации и старения. В частности, внимание учёных привлекают планарии — микроскопические животные с уникальной способностью восстанавливать ткани и фактически «перезапускать» возрастные изменения.

Источник:  Interesting Engineering

Continue Reading

Технологии

Китай впервые показал танк Type 100 на полевых учениях

Китайские государственные СМИ впервые опубликовали кадры нового основного боевого танка Type 100 в условиях оперативной подготовки. Видео также частично раскрывает внутреннюю компоновку машины.

Published

on

By

Chinese flag waving on a flagpole in snowy urban setting, with a tall building in the background.

Китай впервые продемонстрировал основной боевой танк Type 100, также известный как ZTZ-100, в ходе полевых учений. До этого машина появлялась преимущественно на парадах и в ограниченных публичных показах.

На кадрах, опубликованных агентством «Синьхуа», танк движется на высокой скорости по пересечённой пыльной местности на тренировочном полигоне в северной части Китая. Характер манёвров указывает на переход от демонстрационного показа к практической отработке возможностей машины.

Особое внимание привлекли первые публичные кадры интерьера танка. В видео частично показан член экипажа, работающий с органами управления в боевом отделении корпуса. Это стало первым кратким обзором внутреннего устройства Type 100.

По данным Defence Blog, танк впервые был представлен на военном параде в 2015 году. Тогда эксперты обратили внимание на его башню, сенсорные системы и необычную архитектуру защиты. После этого платформа почти не появлялась в открытом доступе, что связывали с испытаниями или засекреченным характером программы.

Type 100 выделяется на фоне нынешнего китайского танка Type 99A более развитым комплексом датчиков и систем защиты. На башне размещены четыре радиолокатора с фазированной антенной решёткой, обеспечивающие круговой обзор и обнаружение угроз.

Эти данные передаются в систему активной защиты, предназначенную для перехвата противотанковых ракет и реактивных снарядов до их попадания в машину.

В танке также установлена система активной защиты GL-6, которую называют одной из наиболее современных китайских разработок такого типа. Она использует радиолокационное наведение и перехватчики для уничтожения угроз на финальном участке траектории.

Сочетание кругового радиолокационного обзора и активной защиты должно повысить устойчивость машины к современным угрозам, включая боеприпасы верхней атаки, барражирующие боеприпасы и противотанковые управляемые ракеты.

Появление Type 100 на учениях может свидетельствовать о переходе программы к этапу практической эксплуатации опытных или предсерийных образцов. Танку приписывают принадлежность к новому поколению бронетехники с цифровыми системами управления, развитым сенсорным комплексом и средствами защиты от современных противотанковых угроз.

Источник: Defence Blog

Continue Reading
Advertisement

В тренде