Успешно испытан энергоэффективный микропроцессор на сверхпроводниках

«Инфраструктура цифровых коммуникаций, которая поддерживает Информационный век, в котором мы живем, использует примерно 10% от глобальной выработки электричества. Исследования говорят о том, что в наихудшем случае, если не произойдут фундаментальные перемены в технологии, лежащей в основе нашей коммуникации – аппаратного обеспечения крупных дата-центров или электроники, обеспечивающей связь – мы сможем наблюдать, как расходы на электричество достигнут 50% мировой выработки к 2030 году», - заявил Кристофер Айала из Национального университета Йокогамы, ведущий автор исследования.

Для решения этой проблемы команда ученых использовала энергоэффективную сверхпроводящую электронную структуру – адиабатический квантовый параметрон (AQFP) – который должен стать кирпичиком для высокопроизводительных микропроцессоров нового поколения, потребляющих крайне мало энергии, https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-12/ynu-eee12282... EurekAlert. Исследователи доказали способность AQFP выполнять высокоскоростные вычисления, разработав первый в мире адиабатический сверхпроводящий микропроцессор - 4-битный прототип, названный ими MANA (Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture).

Испытания MANA доказали, что он способен выполнять все аспекты вычислений, то есть обрабатывать и хранить данные. Также ученые показали на отдельном чипе, что обработка данных может происходить с частотой 2,5 ГГц, то есть на уровне современной компьютерной технологии. В дальнейшем разработчики намерены повысить это значение до 5 – 10 ГГц.

Поскольку AQFP собран из сверхпроводников, для работы прототипа его приходится охлаждать до 4,2 Кельвина. Но даже в этом случае он потребляет в 80 раз меньше энергии, чем современные полупроводниковые устройства в компьютерных чипах.

Теперь, когда японские ученые доказали работоспособность архитектуры, они планируют оптимизировать чип и установить его масштабируемость и потенциал быстродействия.

Применение сверхпроводимости ограничивается необходимым условием: крайне низкой температурой. Осенью физики из США первыми https://hightech.plus/2020/10/15/sozdan-pervii-v-mire-sverhp... материал, обладающий свойством сверхпроводимости при комнатной температуре.