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日本开发了零电阻超导微处理器
精密电阻 2024-06-14

根据最近的估计,数据中心当前的能源消耗已达到全球用电量的2%,预计这一数字将在10年内上升到8%。

为了扭转这种趋势,科学家正在考虑以新的方式简化数据中心中的微处理器。

日本研究人员将这个想法发挥到了极致,并创建了一个零电阻的超导微处理器。

“ IEEE固态电路”指的是“ IEEE固态电路”。

杂志报道说,这种超导微处理器可以为提高能源效率的计算能力提供潜在的解决方案,但是新设计目前需要低于10开尔文(或-263°C)的超冷温度。

研究人员创建的绝热超导微处理器原则上在计算过程中不会从系统中获取或损失能量。

这种新的微处理器原型称为MANA(单绝热集成体系结构),并且是世界上第一个绝热超导体微处理器。

它由超导铌组成,并依赖于称为绝热量子通量参量电子(AQFP)的硬件组件。

每个AQFP都包含几个快速动作的Josephson结开关,这些开关只需要很少的能量即可支持超导体电子设备。

MANA微处理器由20,000多个Josephson结(或10,000多个AQFP)组成。

研究人员解释说,用于构建微处理器的AQFP已经过优化,可以绝热运行,从而使其能够以较低的时钟频率(高达10GHz左右)回收从电源中汲取的能量。

与传统超导子产品数百GHz的工作频率相比,这个数字要低得多。

但这并不意味着MANA达到了10GHz的速度。

实验表明,MANA的数据处理部分可以在高达2.5GHz的时钟频率下运行,这使其可以与当今的计算技术相媲美。

这种基于铌的微处理器的入门价格取决于低温和将系统冷却至超导温度的能源成本。

但是,即使算上冷却成本,AQFP的能源效率仍比最先进的半导体电子设备(例如7纳米鳍式场效应晶体管)的能源效率高约80倍。

由于MANA微处理器要求液氦水平的低温,因此它更适用于使用低温冷却系统的大规模计算基础架构,例如数据中心和超级计算机。

负责编辑AJX