Forskning kunde omedelbart väcka nedsläckta bärbara datorer

Forskare har utvecklat en teknik som gör att bärbara datorer kan vakna direkt från ett avstängt tillstånd utan att dränera batterilivslängden enligt hur sömnstaterna gör.

Universitetsforskare har byggt ferroelektriskt material - vanligtvis på smartkort - på kisel, vilket skulle kunna tillåta vissa transistorer att behålla information efter att strömmen är avstängd. Forskare från Pennsylvania State University, Cornell University och Northwestern University är inblandade i forskningen.

De nya resultaten kunde spara användarnas tid genom att omedelbart starta bärbara datorer till deras tillstånd när de stängdes. Exempelvis kan en transistor i den bärbara datorn kunna behålla tillståndet för ett Word-dokument vid avstängning och omedelbart ladda om samma tillstånd vid omstart.

[Vidare läsning: Vi väljer för bästa PC-bärbara datorer]

"Det skulle vara omedelbar, vilket betyder att så snart strömmen kommer tillbaka, skulle din dator vara i exakt samma skick som när du stängde av den och var redo för handling, säger Darrell Schlom, huvudforskare och professor vid avdelningen för materialvetenskap och teknik vid Pennsylvania State University.

Snabba startfunktioner aktiveras i bärbara datorer och de flesta mobila enheter, men många kan inte återskapa avstängningstillstånd. Bärbara datorer återupptar vanligtvis aldrig till sitt avstängningstillstånd, såvida de inte är i viloläge, vilket dränerar batteriet. I huvudsak kan ferroelektriska material väcka bärbara datorer från viloläge, men utan att dra några batterier.

Forskningen kan bana väg för en ny generation av lägre krafthögtalare, säger Schlom. För bärbara användare kan det minska tiden för att ladda ett operativsystem från lagringsenheter som hårddiskar. Det ferroelektriska materialet kan också behålla data om strömmen går förlorad.

Forskningen handlar om att bygga ferroelektriska transistorer - som kan behålla data i alla elektriska tillstånd - på hybridtransistorer. Ferroelektriska material finns i smarta kort som används idag i tunnelbanor, bankautomater och bränsleskort. Forskarna tog strontiumtitanat, en variant av det ferroelektriska materialet som användes i smartkort och deponerade det på kisel och satte det i ett tillstånd där det kunde behålla information även när strömmen är avstängd. De nya fynden skär de mellanliggande lagren som gjorde det svårt att sätta materialet på kisel.

Vanligen när strömmen är avstängd, försvinner spänningarna från transistorer som måste återskapas när strömmen är påslagen. För att återskapa dem laddas relevant information från icke-flyktiga lagringsmedier som hårddiskar, vilket tar tid. De ferroelektriska transistorerna behåller magnetisering när det elektriska fältet är avstängt, vilket gör det möjligt att behålla data.

Tekniken kommer att ladda operativsystemen annorlunda än befintlig minneteknik som DRAM och lagringsteknologi som hårddiskar och solid state-enheter, säger Schlom. Ferroelektriska transistorer skiljer sig begreppsmässigt från hur data laddas och behålls, sa Schlom.

Fördelar med ferroelektriska transistorer realiserades först 1955 av forskare vid Bell Labs, sade Schlom. Även om de senaste resultaten är ett viktigt steg framåt, behövs ytterligare forskning för att bygga en verklig ferroelektrisk transistor för att göra omedelbar databehandling en verklighet, sade Schlom. Han kunde inte tillhandahålla en tidslinje för när sådana transistorer skulle byggas.

Forskarna innehåller också forskare från National Institute of Standards and Technology, Motorola och Intel. Forskningen finansieras av National Science Foundation och den amerikanska regeringen.