Siekdami patenkinti vis didėjantį skaičiavimo galios poreikį, Japonijos Jokohamos nacionalinio universiteto mokslininkai sėkmingai sukūrė 4 bitų mikroprocesoriaus AQFP prototipą, pavadintą MANA („Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture“). Šis naujas mikroprocesorius sukurtas naudojant superlaidininkus, kurie yra maždaug 80 kartų efektyviau energiją vartojantys nei tie, kurie yra prieinamų didelio našumo skaičiavimo sistemų mikroprocesoriuose.
Naujasis procesorius pagamintas naudojant niobio / aliuminio „Josephson Junctions“ ir veikia 4.2K greičiu. Jis naudoja energiją taupančią superlaidininkinę skaitmeninę elektroninę struktūrą, vadinamą adiabatiniu kvantinio srauto parametru (AQFP), kaip naujos mažos galios, didelio našumo mikroprocesorių ir kitos skaičiavimo įrangos naujos kartos duomenų centrų statybinį elementą. ir ryšių tinklai.
Kaip teigė Jokohamos nacionalinio universiteto docentas ir pagrindinis tyrimo autorius Christopheris Ayala: „Skaitmeninių ryšių infrastruktūra, palaikanti informacinį amžių, kuriame šiandien gyvename, šiuo metu sunaudoja maždaug 10% visos elektros energijos. Tyrimai rodo, kad blogiausiu atveju, jei nebus esminių pokyčių mūsų ryšių infrastruktūros pagrindinėse technologijose, tokiose kaip didelių duomenų centrų skaičiavimo įranga ar ryšių tinklus valdanti elektronika, galime pastebėti, kad jos elektros energijos vartojimas išaugs Iki 2030 m. 50 proc. Visos pasaulio elektros. “
AQFP gali atlikti visus skaičiavimo aspektus, t. duomenų apdorojimas ir duomenų saugojimas. Be to, mikroprocesoriaus duomenų apdorojimo dalis gali veikti iki 2,5 GHz taktinio dažnio, kuris idealiai tinka šiuolaikinėms skaičiavimo technologijoms. Be to, komanda gali dar labiau patobulinti projektavimo metodiką ir eksperimentinę sąranką, ji gali padidėti iki 5–10 GHz.
Būdamas superlaidininkas elektroninis prietaisas, AQFP reikia papildomos energijos skiedroms atvėsinti nuo kambario temperatūros iki 4,2 Kelvino, kad AQFP galėtų pereiti į superlaidžią būseną. Nepaisant aušinimo pridėtinių išlaidų, AQFP vis dar yra maždaug 80 kartų efektyvesnis energijai, palyginti su šiuolaikiniais puslaidininkių elektroniniais prietaisais, esančiais šiandien esančiuose didelio našumo kompiuterio lustuose.
Komanda planuoja patobulinti technologiją, įskaitant kompaktiškesnių AQFP prietaisų kūrimą, padidins veikimo greitį ir dar labiau padidins energijos vartojimo efektyvumą, naudojant grįžtamąjį skaičiavimą. Taip pat planuojama išplėsti projektavimo metodą, kad į vieną lustą tilptų kuo daugiau įrenginių ir visi jie patikimai veiktų aukštais laikrodžio dažniais. Be to, komanda ištirs, kaip AQFP galėtų padėti kitose skaičiavimo programose, pavyzdžiui, dirbtinio intelekto neuromorfinėje skaičiavimo techninėje įrangoje, taip pat kvantinėse skaičiavimo programose.
Tyrimas buvo paskelbtas IEEE kietųjų kūno grandinių žurnale, kuriame galite gauti daugiau informacijos apie AQFP MANA mikroprocesorių.