一组日本研究人员开发了一种原型微处理器,其能耗比同类微处理器低80倍。但是,与常规的基于半导体的处理器不同,这种被称为同类产品的原型是使用超导体构建的,并且具有零电阻。 据估计,数据中心消耗的电能约占世界总电量的2%,预计到2030年,这一数字将攀升到8%。这种新型节能微处理器可以帮助扭转这一趋势,并使数据中心更环保。
超导微处理器并不是新事物。但是,目前它们需要低于10开尔文(或-263摄氏度)的超冷温度。
这种新型原型处理器的不同之处在于它是绝热的,这意味着,从原理上讲,它在运行时不会产生能量的损失。据报道,新的微处理器称为MANA(单绝热集成体系结构),是世界上第一个绝热超导体微处理器。
原型设备依赖于绝热量子通量参量半导体(AQFP),它们本身依赖于快速反应的约瑟夫森结开关,该开关需要很少的能量来支持超导体电子设备。据报道,MANA处理器总共由20,000多个Josephson联结(或10,000多个AQFP)组成。
报告还引用了日本横滨国立大学高级科学研究所副教授克里斯托弗·阿亚拉(Christopher Ayala)的话说,该微处理器的时钟频率为2.5 GHz。他补充说:“随着我们改进设计方法和实验设置,我们甚至希望将其提高到5-10 GHz。”
Ayala补充说,即使考虑到将系统降至超导温度所需的冷却开销,“与最先进的半导体电子设备相比,AQFP的能源效率仍然高出80倍,[例如as] 7纳米FinFET,现已上市。”