高等级能耗处理器问世 能耗问题将得到缓冲
2021-06-30 10:44:47 来源：中国科学院 点击：1995
【哔哥哔特导读】随着发展现在阶段能耗占全球的2%，按当前速度未来几年就飙升到8%，能量将供不应求，电阻器为零的超导微处理器的出现。将大大的解决了该问题。
依据近期的一项估计，现阶段数据中心的能耗已达到全世界电力的2%，这一数据在十年内有希望飙升到8%。为逆转这一趋势，专家正考虑到以全新升级的方法简单化数据中心的微处理器。日本科学研究工作人员将这一念头充分发挥到完美，建立了一种电阻器为零的超导微处理器。
《IEEE固态电路》杂志报道，这类超导微处理器能为更高能耗等级的计算水平提供潜在的解决方法，但新设计现阶段必须小于10开尔文(或—263℃)的超冷温度。科学研究工作人员建立的这类绝热超导微处理器，从基本原理上讲，在计算预估过程中不容易从系统中获得或损害能量。
这一新的微处理器原形称之为MANA(单绝热集成化系统架构)，是全世界第一个绝热超导体微处理器。微处理器由超导铌构成，并依赖于称之为绝热量子通量参量电子(AQFP)的硬件部件。每一个AQFP由好多个迅速作用的约瑟夫森结开关构成，这种结开关只需非常少的能量就可以适用超导体电子产品。MANA微处理器一共由2万多个约瑟夫森结(或一万多个AQFP)构成。
科学研究工作人员表述说，用以搭建微处理器的AQFP早已优化提升，能够绝热运作，进而可在相对性低的时钟频率(达到10GHz上下)下修复从电源中吸取的能量。微处理器与传统式超电子设备百吉HZ的运作频率对比，这一数据要低得多。但这并不代表着MANA做到了10GHz的速率。试验表明，MANA的数据处理方法一部分可在达到2.5GHz的时钟频率下运作，这使其与当今的计算技术相当。
这类铌基微处理器的入门价钱在于低温和将系统冷却至超导温度的能源成本费。但是，即便将冷却计算成本以内，与最优秀的半导体材料电子产品(如7纳米鳍式场效应晶体管)对比，AQFP的能源高效率依然高出约80倍。因为MANA微处理器必须液氦水平的低温，因而它更合适于应用超低温冷却系统的规模测算系统架构，比如数据中心和高性能计算机。
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