Năm 2012, thế giới cần phải chi đến 36 tỷ USD cho số lượng điện cần để chạy các trạm thu phát sóng điện thoại.
Số lượng điện này chiếm đến gần 1% số lượng điện sản xuất trên toàn thế giới. Tuy nhiên, phần lớn số lượng điện được cung cấp cho các trạm thu phát sóng đều bị lãng phí do sự hoạt động thiếu hiệu quả của một bộ phận phẩn cứng: bộ khuếch đại biến điện thành tín hiệu radio.
 |
| 5 con chip nhỏ được đánh dấu màu đỏ dùng tới 60% lượng điện năng của iPhone 5 |
Bộ khuếch đại trong những chiếc điện thoại thông minh cũng gặp vấn đề tương tự. Người dùng có thể dễ dàng nhận thấy khi chiếc điện thoại trở nên nóng và nhanh hết pin khi họ xem video trên mạng hoặc là gửi file dữ liệu lớn. Tất cả hiện tượng này đều là do bộ khuếch đại trong chiếc điện thoại. Như phiên bản bộ khuếch đại trong trạm phát sóng, những con chip trong smartphone lãng phí khoảng 65% năng lượng.
Hiện tại, một công ty có tên Eta Devices – vốn được thành lập từ 2 giáo sư từ ĐH MIT danh tiếng: Joel Dawson và David Perrealt vừa thiết kế ra mẫu chip khuếch đại mới giúp giải quyết vấn đề lãng phí điện năng trong thiết bị này.
Hiện tại mẫu thử của bộ khuếch đại mới vẫn chỉ được thử nghiệm trong các phòng thí nghiệm nhưng vào đầu năm 2013 sẽ được đưa vào thương mại hóa. Mục tiêu ban đầu của loại mạch khuếch đại này sẽ các trạm phát LTE. Khi đưa vào sử dụng, loại mạch khuếch đại này sẽ giảm số điện năng tiêu thụ chỉ còn một nửa so với hiện nay.
Tương tự, phiên bản chip dành cho smartphone hứa hẹn sẽ tăng gấp đôi thời lượng pin của các loại điện thoại.
“Thật sự là đã qua nhiều năm nhưng lĩnh vực này không có bước tiến triển nào thực sự nổi bật. Nếu bạn có thể tiết kiệm khoảng 30% cho đến 35% số lượng điện tiêu thụ, bạn đã làm rất giỏi. Nhưng thực sự, họ có thể gấp đôi con số đó”, ông Vanu Bose, giám đốc công ty Vanu chuyên về công nghệ không dây cho hay.
Các bộ khuếch đại sử dụng điện theo 2 chế độ cơ bản: chế độ tạm nghỉ (standby) hoặc gửi tín hiệu đi. Cách duy nhất để cải tiến sự hiệu quả trong tiêu thụ điện là sử dụng ít điện nhất trong chế độ standby. Nhưng nếu giữ khoảng cách quá lớn giữa hai chế độ này sẽ làm cho tín hiệu bị biến dạng nên công nghệ hiện tại vẫn giữ nguyên mức tiêu thụ điện năng cao của chế độ standby.
“Điều đó có nghĩa là bạn sẽ tốn rất nhiều năng lượng chỉ để giữ cho thiết bị ở chế độ ON. Với tốc độ kết nối dữ liệu càng cao thì bạn sẽ càng tiêu tốn nhiều điện năng cho chế độ standby hơn là chế độ thu phát tín hiệu. Đó là lý do chiếc điện thoại bị nóng khi sử dụng.” Ông Dawson nói.
Điểm mạnh nhất hiện nay đó là độ nhạy trong cảm biến của hộp số điện tử.Giữa các điện áp khác nhau, nó sẽ chọn mức tiêu thụ điện năng nhỏ nhất. tốc độ cảm biến của nó có thể lên tới 20 triệu lần/giây. Các công ty gọi nó là công nghệ pha ngoài đa cấp không đối xứng.
Vấn đề ở chỗ những ảnh hưởng này không chỉ diễn ra khi chúng ta thực sự gửi các dữ liệu đi mà còn cả ở chiều nhận về. Trong chiều nhận, bộ khuyếch đại điện năng không chỉ phục vụ cho thiết bị trong việc gửi đi tín hiệu để xác nhận công thức của gói dịch vụ hoặc cảnh báo mạng bận. “Người gửi đi bao giờ cũng rất chủ động, kể cả khi bạn đang download một video từ YouTube, nhưng người nhận thì không như vậy”, ông Dawson nói thêm.
Đó là lý do tại sao việc giảm lỗi kết nối, nhất là lỗi xác nhận gói tải về chính là một hoạt động lập trình mạng có ý nghĩa tích cực đối với công nghệ tiết kiệm điện năng.
Công ty Eta Devices, thành lập với số vốn 6 triệu USD được ông Ray Stata, đồng sáng lập viên của Analog Devices cùng với hãng mạo hiểm Stata Venture Partner đóng góp. Eta Devices hi vọng sẽ công bố sản phẩm mới của mình tại triển lãm điện thoại di động lớn nhất thế giới Mobile World Congress được tổ chức tại Barcelona, Tây Ban Nha vào tháng 2/2013. Thị trường ban đầu sẽ nhắm vào các nước đang phát triển, với 640.000 máy phát điện diesel đang được sử dụng như nguồn cấp điện chính tại các trạm phát, ngốn hết khoảng 15 tỷ USD mỗi năm.
Công ty này có đóng góp to lớn vào thị trường smartphone. Họ hi vọng công nghệ này được áp dụng trên các chip smartphone cuối cùng sẽ dẫn tới một bộ khuyếch đại điện năng đơn có thể đảm nhận nhiều chế độ hoạt động và các tần số hoạt động khác nhau như CDMA, GSM và 4G/LTE (trong iPhone 5 hiện nay có đến tận 5 chíp).
Cách lắp đặt các trạm phát sóng cũng là một vấn đề rất quan trọng vì trong các trạm phát sóng lớn, bộ khuếch đại dùng 67% lượng điện năng trong khi điều hòa sử dụng 11%. “Bộ khuyếch đại mới sẽ giảm bớt tổng điện năng tiêu thụ xuống một nửa”, ông Mattias Astrom, CEO của Eta nói. “Làn sóng công nghệ kết nối data đang nổi lên trên toàn cầu, hàng triệu đơn vị nền tảng được phát triển mới mỗi năm, hầu hềt chúng được tích hợp ở công nghệ LTE” ông Astrom cho biết.
Nguyễn Hoàng (theo Technology Review)
[links()]