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电阻为零的超导微处理器面世

作者:雷火电竞网来源:雷火电竞网浏览:5次更新:2021-07-06 16:27:46

  科技日报北京1月17日电 (记者冯卫东)依据最近的一项估量,现在数据中心的耗能已高达全球电力的2%,这一数字在10年内有望攀升到8%。为反转这种趋势,科学家们正考虑以全新的方法简化数据中心的微处理器。日本研究人员将这一主意发挥到了极致,创立了一种电阻为零的超导微处理器。

  《IEEE固态电路》杂志报导,这种超导微处理器可为更高能效的核算才能供给潜在的解决方案,但新规划现在需求低于10开尔文(或—263℃)的超冷温度。研究人员创立的这种绝热超导微处理器,从原理上讲,在核算过程中不会从体系中取得或丢失能量。

  这个新的微处理器原型称为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。它由超导铌组成,并依靠于称为绝热量子通量参量电子(AQFP)的硬件组件。每个AQFP由几个快速效果的约瑟夫森结开关组成,这些结开关只需很少的能量即可支撑超导体电子设备。MANA微处理器一共由2万多个约瑟夫森结(或1万多个AQFP)组成。

  研究人员解说说,用于构建微处理器的AQFP已通过优化,能够绝热运转,然后可在相对低的时钟频率(高达10GHz左右)下康复从电源中罗致的能量。与传统超导电子产品数百吉赫兹的运转频率比较,这个数字要低得多。但这并不意味着MANA达到了10GHz的速度。试验显现,MANA的数据处理部分可在高达2.5GHz的时钟频率下运转,这使其与当今的核算技术适当。

  这种铌基微处理器的入门价格取决于低温文将体系冷却至超导温度的动力本钱。不过,即便将冷却本钱核算在内,与最先进的半导体电子设备(如7纳米鳍式场效应晶体管)比较,AQFP的动力功率仍然高出约80倍。因为MANA微处理器需求液氦水平的低温,因而它更适合于运用低温冷却体系的大规划核算根底架构,例如数据中心和超级核算机。

  数据中心是散布在信息高速公路上的一个个交通枢纽。跟着咱们对互联网的依靠程度日益加深,数据中心的开展也日新月异。以我国为例,据统计,近年来国内数据中心开展迅猛,在数量和规划上都呈20%以上的年增加。但数据中心耗能高也是“闻名难题”,绿色化、智能化、简易化是它在未来10年的开展趋势。最新面世的超导微处理器虽需低温运转,却仍然为提高数据中心动力功率供给了重要思路。

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