日本横滨国立大学的研究人员已经开发出 种原型微处理器，它使用超导体设备，其能源效率是当今高性能计算系统微处理器中 进的半导体设备的80倍。
随着当今技术越来越融入我们的日常生活中，对更多计算能力的需求日益增长。由于这种增加，这种增加的计算能力所消耗的能量正在急剧增加。例如，现代数据中心使用了太多的能量，而有些数据中心则建在河流附近，因此流动的水可以用来冷却机器。
“支持我们今天生活的信息时代的数字通信基础设施目前使用了 约10％的电力。研究表明，在 坏的情况下，如果我们的通信基础设施的基础技术没有根本变化，例如大型数据中心的计算硬件或驱动通信网络的电子设备，我们可能会看到其用电量到2030年将占 用电量的50％以上。”横滨国立大学副教授，克里斯托弗·阿亚拉（Christopher Ayala）说研究。
该小组的研究发表在《 期刊：IEEE固态电路学报》上，详细介绍了使用超导体开发出更高能效的微处理器体系结构的努力，这些超导体的效率 高，但需要 定的环境条件才能运行。
为了解决这个电源问题，研究小组探索了 种 节能的超导体数字电子结构，即 热量子通量参量电子（AQFP），作为超低功耗，高性能微处理器的基础，以及用于下 代数据中心和通信网络的其他计算硬件。
“在本文中，我们想证明AQFP能够进行实用的节能高速计算，而我们通过开发并成功演示了原型4位AQFP微处理器MANA（单 热集成架构）， 上第 个 热超导体微处理器。”
“我们的原型微处理器的演示表明，AQFP具有计算的所有方面的能力，即：数据处理和数据存储。我们还在单独的芯片上显示出，微处理器的数据处理部分可以在 高时钟频率下运行。 2.5 GHz使它与当今的计算技术相提并论。随着我们在设计方法和实验设置方面的改进，我们甚至期望将其提高到5-10 GHz。”
但是，超导体需要 低的温度才能成功运行。有人会认为，如果将超导体微处理器所需的冷却因素考虑在内，那么对能量的需求将变得不合需要，并超过当今的微处理器。但是，据研究小组称，事实并非如此：
“ AQFP是 种超导体电子设备，这意味着我们需要额外的功率才能将芯片从室温降到4.2开尔文，以使AQFP进入超导状态。但是即使考虑到这种冷却开销，AQFP与当今可用的高性能计算机芯片中 进的半导体电子设备相比，其能源效率仍高出约80倍。”
既然团队已经证明了这种超导芯片架构的概念，他们计划对芯片进行优化，并确定芯片的可扩展性和后期优化速度。
Ayala说：“我们现在正在努力改进技术，包括开发更紧凑的AQFP设备，提高运行速度以及通过可逆计算进 步提高能效。” “我们还在扩展我们的设计方法，以使我们可以在单个芯片中尽可能多地安装器件，并在高时钟频率下可靠地运行所有器件。”
除构建标准微处理器外，该团队还对研究AQFP如何协助其他计算应用程序（如用于人工智能的神经形态计算硬件以及量子计算应用程序）产生兴趣。
:021-80392064 QQ：2039609103 企业入驻:
