A Japán Yokohama Nemzeti Egyetem kutatói a növekvő nagyobb számítási teljesítmény iránti igény kielégítésére sikeresen kifejlesztették a MANA (Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture) nevű 4 bites AQFP prototípus mikroprocesszort . Ezt az új mikroprocesszort olyan szupravezetők felhasználásával fejlesztették ki, amelyek körülbelül 80-szor energiahatékonyabbak, mint a rendelkezésre álló nagy teljesítményű számítási rendszerek mikroprocesszoraiban találhatók.
Az új processzor a niobium / alumínium Josephson Junctions felhasználásával készült, és 4,2 K sebességgel működik. Az energiatakarékos szupravezető digitális elektronikus struktúrát, az úgynevezett adiabatikus kvantum-fluxus-parametront (AQFP) használja, mint építőelemet az ultra-kis teljesítményű, nagy teljesítményű mikroprocesszorokhoz és más számítástechnikai hardverekhez az adatközpontok következő generációjához és kommunikációs hálózatok.
A Yokohama Nemzeti Egyetem docense és a tanulmány vezető szerzője, Christopher Ayala elmondta: „A digitális kommunikációs infrastruktúra, amely támogatja az információs kort, amelyben ma élünk, jelenleg a globális villamos energia körülbelül 10% -át használja fel. A tanulmányok azt sugallják, hogy a legrosszabb esetben, ha nincs alapvető változás a kommunikációs infrastruktúráink alaptechnológiájában, például a nagy adatközpontok számítástechnikai hardverében vagy a kommunikációs hálózatokat vezető elektronikában, akkor láthatjuk, hogy annak villamosenergia-felhasználása meghaladja 2030-ra a globális villamos energia 50% -a. ”
Az AQFP képes a számítás minden aspektusára, azaz. adatfeldolgozás és adattárolás. Ezenkívül a mikroprocesszor adatfeldolgozó része akár 2,5 GHz órajel-frekvenciáig is képes működni, ami ideális a mai számítástechnika számára. Ez további 5-10 GHz-re nőhet a tervezési módszertan és a csapat kísérleti beállításainak további javításával.
Szupravezető elektronikus eszközként az AQFP-nek további energiára van szüksége a chipek szobahőmérsékletről 4,2 Kelvin-ig történő lehűtésére, hogy az AQFP-k szupravezető állapotba kerülhessenek. A hűvös rezsi ellenére az AQFP még mindig körülbelül 80-szor energiatakarékos, összehasonlítva a napjainkban kapható nagy teljesítményű számítógépes chipekben található, korszerű félvezető elektronikai eszközökkel.
A csapat a technológia fejlesztéseit tervezi, ideértve a kompaktabb AQFP eszközök kifejlesztését, a működési sebesség növelését és az energiahatékonyság további növelését reverzibilis számítással. Tervezik továbbá a tervezési megközelítés átméretezését, hogy a lehető legtöbb eszköz elférjen egyetlen chipben, és mindegyiket megbízhatóan, magas órajel frekvencián működtesse. Ezenkívül a csapat megvizsgálja, hogy az AQFP-k hogyan segíthetnének más számítástechnikai alkalmazásokban, mint például a mesterséges intelligencia neuromorf számítási hardverei, valamint a kvantumszámítási alkalmazások.
A tanulmány az IEEE szilárdtest-áramkörök folyóiratában jelent meg, ahol további részleteket kaphat az AQFP MANA mikroprocesszorról.