En gruppe europæiske forskere håber at kunne forbedre ydelsen i kommende generationer af mikroprocessorer ved at erstatte strøm med radiosignaler.
Når informationen inde i en chip skal flyttes rundt, sker det i dag ved at sende en strøm gennem en få nanometer tynd ledning.
Jo højere frekvens processoren arbejde ved, jo mere støj skal strømmen imidlertid overvinde, for at signalet ikke går tabt.
Forskerne vil derfor forsøge at udnytte elektronernes såkaldte spin i stedet for deres elektriske ladning.
En elektron udsender nemlig radiobølger, når elektronen befinder sig i et magnetfelt og har et spin, der er i ressonans med feltet.
Såkaldt "spintronics" bliver allerede anvendt i udviklingen af fremtidens computere, men som regel til at lagre eller manipulere information i stedet for at overføre information.
Forskerne ved universitetet i Bath i England mener således, at de eksisterende transistorer i moderne processorer vil kunne arbejde med hastigheder på over 100 gigahertz, hvis det ikke var for tabet i ledningerne.
- Grænsen ligger ikke i transistorerne, men i tabet i det elektriske signal mellem transistorerne eller grupper af transistorer. En måde at nedbringe dette tab er at sende signalet ved hjælp af mikrobølger, siger lektor i fysik Alain Nogaret fra University of Bath.
Det vil ifølge forskerne kunne nedsætte tabet i signal ved 100 gigahertz fra omkring 115 decibel pr. centimeter til et par decibel pr. centimeter.
Der er dog en række praktiske problemer, der skal løses, før mikrochip, der sender information ved hjælp af elektronernes spin, kan sættes i produktion.
Først og fremmest skal forskerne finde en metode til med stor præcision at integrere et magnetisk lag på en silicium-wafer.
Desuden skal de forstærke det svage radiosignal væsentligt.
- Du skal have nok effekt til at sende signalerne stabilt. Vores enheder har en effekt på omkring 1 nanowatt, men de er nødt til at være 100 gange kraftigere for at overkomme den termiske støj, siger Alain Nogaret.
Det kan overvindes ved at samle transistorerne i særlige klynger, som kan forstærke signalet. Samtidig er det muligt at skære "kanaler" i chippen, som kan lede radiosignalet i én bestemt retning i stedet for at udsende det i alle retninger på samme tid.
Selv hvis forskerne får løst de praktiske problemer vil der formentligt gå mellem 5 og 10 år, efter forskerne bliver færdige, før teknikken vil blive anvendt i massefremstillede chips.
