日本研發(fā)全球首款絕熱超導微芯片“MANA”

超導微芯片需要在超低溫環(huán)境下才能正常工作，雖然為芯片提供降溫制冷需要消耗大量能源，但與傳統芯片相比總體能耗大幅縮減。

日前，日本橫濱國立大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出了一種應用超導體器件的微芯片原型機“MANA”。該芯片具備超導材料在低溫環(huán)境下電阻接近于零的特性，其能效達到當今高性能計算芯片中頂級半導體器件的80倍。

這項新發(fā)明名為“絕熱量子通量參變器”（AQFP），用其組裝的微芯片能在維持高性能的同時(shí)實(shí)現超低能耗，適用于下一代數據中心和通訊網(wǎng)絡(luò )。

據悉，該團隊研發(fā)超導體微芯片的初衷是為了降低因數據運算產(chǎn)生的巨額能耗。

據日本橫濱國立大學(xué)副教授Christopher Ayala表示，“身處信息時(shí)代，數字通信基礎設施至關(guān)重要，其能耗幾乎占到全球電力的10％。研究表明，如果不從根本上改變通信基礎技術(shù)，改善大型數據中心的計算硬件或通信網(wǎng)絡(luò )的電子驅動(dòng)設備，截止到2030年，數字通信基礎設施的能耗最多將占全球用電量的50％以上”。

如此巨大的耗電量不僅會(huì )讓用戶(hù)難以承受，對于環(huán)境也是巨大的負擔。

對此，研究小組表示：“AQFP是一種超導體電子設備，只有將芯片溫度降至4.2K（即-268.95℃），AQFP才能進(jìn)入超導狀態(tài)。然而，即便算上降溫的能耗，AQFP的能效仍然是當今高性能計算芯片中頂級半導體器件的80倍。”

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