片上集成处理和发电制造技术

自供电处理设备包括物理地、电地、以及热能地彼此耦合的处理设备和发电机两者。发电机可以是燃料电池，该燃料电池可由还能够支持处理电路的材料来制造，诸如基于硅的材料。发电机和处理设备之间的热耦合可包括或者从温度差中生成电能或者消费电能来生成温度差的热电。具有自供电处理设备的计算设备还包括能量存储设备，用于存储自供电处理设备所产生的过量能量并在需要时将其提供回来。自供电处理设备包括无线或有线网络连接中的任意一个，后者可被连接到背板上的插槽，背板能够聚集多个自供电处理设备并为它们提供燃料递送路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】片上集成处理和发电背景随着在多个计算设备之间的网络通信的吞吐量持续增加，在物理上固定的传统计算设备(诸如无处不在的台式计算设备或同样无所不在的服务器计算设备)的上下文之外执行计算处理变得更为可行。例如，可被划分成子任务(子任务随后可被并行执行)的处理任务可由多个物理上分布式处理单元高效地完成，物理上分布式处理单元包括不被认为在计算方面强劲的处理单元，诸如低功耗处理单元。这类物理上分布式处理单元不需要占驻在单个数据中心或其它类似的物理边界内，而是替代地被物理地跨不同物理位置处的大量的不同物理设备来分布。只要这类设备能够高效地彼此通信，它们的物理位置可以是无关紧要的。虽然高吞吐量网络通信能够使得计算设备采用无数种形式，但是电能仍然是处理电路所需要的。因此，计算设备要么需要连接到电源的接线连接(诸如传统的墙壁插座)，要么需要非接线电源(诸如电池)。如本领域技术人员将认识到的，使用电池来为计算处理供电可包括一些缺点，包括例如用来存储电能的电池的有限容量、电池的有限充放电循环寿命、制造电池包括对有害化学物质的处理的成本、以及其它类似缺点。如本领域技术人员将认识到的，从电网获得的电能也可能包括一些缺点，包括高成本、在特定环境下的不稳定性、以及对于大量的基础设施及其支援的需求。概述在一个实施例中，处理设备(诸如包括一个或多个中央处理单元(CPU)或片上系统(S0C)的集成电路)可与具有类似物理大小的可向处理设备提供电能的发电机耦合，由此创建可消耗原材料(诸如发电机所需的材料)并输出经处理的数据的独立的自供电处理设备。处理设备和发电机可以物理地、电地、以及热能地彼此耦合以形成单个单一的自供电处理设备。在另一实施例中，发电机可以是燃料电池，该燃料电池可由还能够支持处理电路的材料来制造，诸如基于硅的材料。这一燃料电池可被设定物理大小以具有与其耦合到的处理设备的表面积相当的表面积。燃料(诸如氢气或甲烷以及氧化剂气体形式)可被分别引导到这一燃料电池的阳极和阴极上，或者以正交的定向(使得流的方向分隔这两种燃料)，或者以平行的定向(使得档板或其他物理屏障分隔这两种燃料)。设备可被纵向地堆叠使得堆叠中的一个设备的一些部分能够创建集气室，用于将气体形式的燃料递送到堆叠中的另一设备的一些部分。在又一实施例中，处理设备可包括物理通信连接，诸如从该设备的边缘伸出或伸到该边缘的引线，由此使得多个这样的单一发电机和处理设备能够被通信耦合，诸如耦合到具有用于物理通信连接的物理接受器的背板。这一背板还可提供到更宽泛的计算设备网络的高带宽通信连接以及其它功能。替代地或附加地，处理设备可包括无线通信连接，诸如可提供短距离上的(甚至是噪声环境下的)高吞吐量无线通信的高频无线通信连接。在又一实施例中，发电机和处理设备之间的热耦合可包括从可在较低温度下运行的处理设备和(在燃料电池的示例中)可维持较高温度的发电机之间的温度差中来生成电能的热电。替代地，热电可消耗电能并生成发电机和处理设备之间的温度差，由此有益地对处理设备进行冷却，同时有益地对发电机增加热量。发电机和处理设备之间的热耦合可进一步包括递送给发电机的燃料和处理设备之间的热耦合，由此使得凉爽的燃料能够在被发电机所消耗之前冷却处理设备。在又一实施例中，计算设备可包括一个或多个自供电处理设备以及一个或多个能量存储设备，使得在执行最小量的处理并因此自供电处理设备可能产生比其处理所消耗的更多的电能期间，由自供电处理设备产生的能量可被存储在能量存储设备中。反之，在提高处理期间，自供电处理设备可能需要消耗比它能产生的更多量的电能，因此可消耗存储在能量存储设备中的能量中的一些。提供本概述以便以简化形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本
技术实现思路
并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。当参考附图阅读以下详细描述时，将使得其它特征和优点是显而易见的。附图简述以下详细描述在结合附图参考时可得到最佳的理解，附图中:图1是示例性单一自供电处理设备的框图；图2是示例性处理设备的框图；图3是单一自供电处理设备的示例性布置的框图；图4是单一自供电处理设备的另一示例性布置的框图；图5是示例性单一自供电处理设备的示例性热管理方面的框图；图6是包括示例性单一自供电处理设备的示例性移动计算设备的框图。详细描述以下描述涉及单个单一自供电处理设备，其既包括处理设备(诸如包括一个或多个中央处理单元(CPU)或片上系统(S0C)的“芯片”)，又包括可向该处理设备提供电能的具有类似物理大小的发电机。处理设备和发电机可以物理地、电地、以及热能地彼此耦合以形成自供电处理设备。发电机可以是燃料电池，该燃料电池可由还能够支持处理电路的材料来制造，诸如基于硅的材料。发电机和处理设备之间的热耦合可包括从可在较低温度下运行的处理设备和(在燃料电池的情形中)可维持较高温度的发电机之间的温度差中来生成电能的热电。替代地，热电可消耗电能并生成发电机和处理设备之间的温度差，由此有益地对处理设备进行冷却，同时有益地对发电机增加热量。计算设备可包括一个或多个自供电处理设备以及一个或多个能量存储设备，使得在执行最小量的处理并因此自供电处理设备可能产生比其处理所消耗的更多的电能期间，由自供电处理设备产生的能量可被存储在能量存储设备中。反之，在提高处理期间，自供电处理设备可能需要消耗比它能产生的更多量的电能，因此可消耗存储在能量存储设备中的能量中的一些。出于解说的目的，此处所描述的技术引用了现有和公知的数据处理电路，诸如在现代计算设备中普通找得到的基于硅的电路，现代计算设备包括台式、膝上型以及服务器计算设备，以及网络通信计算设备(诸如路由器和交换机)，以及数据存储计算设备(诸如磁和固态硬盘驱动器)。然而，对这类引用是严格地示例性的，且不旨在将所描述的机制限于所提供的特定示例。实际上，所描述的技术可适用于能够处理数据的任何机制和装备，无论这类机制和装备是如何工作的以及无论这类机制和这类装备执行该数据处理所需要的电源类型。另外，此处所描述的技术参考了特定类型的发电机。例如，提及了燃料电池，诸如质子交换膜(PEM)燃料电池。然而，这种参考完全是示例性的并且为了便于描述和呈现而作出这样的参考，并且不旨在将所述的机制限于特定的设备。替代地，此处所描述的技术也同样适用于从原材料生成电能的任何设备或机制(带有或不带有修改)，诸如氧化硅燃料电池、磷酸燃料电池、以及熔融碳酸盐燃料电池，包括但不限于基于碳氢化合物的原材料。虽然未作要求，但以下描述将涉及由计算设备执行的计算机可执行指令，诸如程序模块。更具体而言，除非另外指明，否则描述涉及一个或多个计算设备或外围设备所执行的动作以及其所执行的操作的符号表示。由此，应当理解，有时被称作计算机可执行的这种动作和操作包括处理单元对以结构化形式表示数据的电信号的操纵。这种操纵转换了数据或将其维持在存储器的位置中，这就以本领域技术人员所熟知的方式来重新配置或更改计算设备或外设的操作。数据被维护在其中的数据结构是具有由数据形式所定义的特定属性的物理位置。一般而言，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。转至图1，示出了示例性系统10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自供电处理设备，包括：发电机，所述发电机被配置成生成能由处理电路原生地消耗的形式和电势的电能；包括所述处理电路的处理设备；所述发电机和所述处理设备之间的至少一个电连接，所述至少一个电连接使得所述处理设备能够消耗由所述发电机所生成的电能；所述发电机和所述处理设备之间的热耦合，所述热耦合将热量从所述处理设备传输给所述发电机；以及所述发电机和所述处理设备之间的物理耦合，所述物理耦合致使所述发电机和所述处理设备形成单个单一结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·J·麦克奈特，C·L·贝拉迪，B·A·鲁本斯坦，B·亚瑙什，S·M·詹姆斯，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US