Legge di Bell: dai mainframe ai millicomputer, un cambiamento ogni 10 anni

millicomputer

Quando i cosiddetti minicomputer apparvero per la prima volta nel 1970, soppiantarono i mainframe sia per le dimensioni che per il prezzo, secondo quanto enunciato dalla Legge di Bell, cioè che circa ogni 10 anni sarebbe comparsa una nuova classe di computer più economici e piccoli. I personal computer, i notebook, gli smartphone ed infine i tablet sono stati la conferma di quanto profetizzato da Bell con la sua legge; per non parlare dell’ultima novità presentata all’ISSCC di San Francisco, un monitor a pressione computerizzata nell’occhio dalla dimensione di pochi millimetri.

Progettato per l’impianto chirurgico in pazienti affetti da glaucoma, questo monitor è un prototipo creato dai ricercatori del Dipartimento Electrical Engineering and Computer Science dell’Università del Michigan: Dennis Sylvester, David Blaauw, and David Wentzloff.

La curva delle Legge di Bell

Considerata un corollario della legge di Moore, in cui si afferma che il numero di transistor per chip aumenterebbero ogni 24 mesi, la Legge di Bell salta dai transistor sui chip ai computer, descrivendo come in loro componenti tendano a ridursi in dimensioni.

Formulata dall’ingegnere statunitense Gordon Bell nel 1972, la Legge di Bell sostiene che computer a prezzi più bassi creano nuove applicazioni, nuovi mercati e nuovi settori nell’industria ogni 10 anni circa. È una legge cui smartphone e dispositivi portatili hanno seguito quasi alla lettera. Una tacchetta più avanti nella curva della Legge di Bell, computer dalle dimensioni millimetriche quasi invisibili “potrebbero dare a vita ad una computerizzazione onnipresente, monitorando praticamente ogni cosa intorno a noi”, ha affermato Sylvester, uno dei ricercatori.

Applicazioni senza fine

Dati i soldi che possono generare, le applicazioni mediche sono un inizio prevedibile per i milli-computer. Il monitor a pressione computerizzata tiene continua traccia del glaucoma, una malattia che può portare alla cecità all’aumentare della sua pressione sull’occhio. Il dispositivo è in grado di immagazzinare informazioni raccolte nell’arco di una settimana. Appena più grande di un millimetro cubico, il monitor include un microprocessore a bassissimo consumo, un sensore per la pressione, una memoria, una batteria sottile come una pellicola, una cella solare ed una radio wireless dotata di antenna per trasmettere i dati ad un dispositivo di lettura esterno, tenuto vicino all’occhio. Insomma, come ha ribadito Sylvetser, “con queste dimensioni le applicazioni sono infinite”. La radio wireless non necessita del cristallo che seleziona una banda di frequenza. Integrando l’antenna attraverso un avanzato processo CMOS, si elimina il cristallo e si riducono le dimensioni del sistema a meno di un millimetro cubico. “È la prima antenna integrata che serve come proprio riferimento”, ha dichiarato Wentzloff, perché la radio sul loro chip non ha bisogno di una sintonizzazione esterna. Le antenne possiedono una frequenza di risonanza naturale per segnali elettrici, definita dalla loro geometria. Progettando un circuito per monitorare il segnale sull’antenna e misurare quanto sia vicino alla risonanza naturale dell’antenna, è possibile bloccare il segnale trasmesso alla frequenza di risonanza dell’antenna. Il consumo di energia è un problema importante in questo scenario: i ricercatori hanno inventato un processore, hanno chiamato “Chip Phoenix”, che utilizza un’architettura energetica unica ed una modalità di stand-by tali da poter ottenere un consumo quasi trascurabile di energia. Giunto alla terza generazione, il Phoenix si “sveglia” ogni 15 minuti per prendere le misurazioni, consumando una media di 5.3 nanowatt. Dieci ore di illuminazione interna o una e mezza di luce solare al giorno sono sufficienti per mantenere carica la batteria. In realtà, l’idea di avere computer dalle dimensioni millimetriche era giù stata avanzata da Pister nel 2001; il problema era però dovuto all’impossibilità di abbassare i livelli di consumo energetico (come è avvenuto ora): quelli non seguono la Legge di Bell!

3 Comments

  1. smania2000 smania2000 31 maggio 2011
  2. Bazinga 31 maggio 2011
  3. Edi82 Edi82 1 giugno 2011

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