Giderek artan daha fazla hesaplama gücü ihtiyacının üstesinden gelmek için Japonya Yokohama Ulusal Üniversitesi'nden araştırmacılar, MANA (Monolithic Adyabatic iNtegration Architecture) adlı 4 bitlik bir AQFP prototip mikroişlemciyi başarıyla geliştirdiler . Bu yeni mikroişlemci, mevcut yüksek performanslı bilgi işlem sistemlerinin mikroişlemcilerinde bulunanlardan yaklaşık 80 kat daha fazla enerji verimli olan süper iletkenler kullanılarak geliştirildi.
Yeni işlemci niyobyum / alüminyum Josephson Bağlantıları kullanılarak yapılmıştır ve 4.2K'da çalışmaktadır. Ultra düşük güçlü, yüksek performanslı mikroişlemciler için bir yapı taşı olarak adyabatik kuantum akı parametronu (AQFP) adı verilen enerji açısından verimli bir süper iletken dijital elektronik yapı ve yeni nesil veri merkezleri için diğer bilgi işlem donanımı kullanır. ve iletişim ağları.
Yokohama Ulusal Üniversitesi'nden doçent ve çalışmanın baş yazarı Christopher Ayala'nın belirttiği gibi, “Bugün yaşadığımız Bilgi Çağını destekleyen dijital iletişim altyapısı şu anda küresel elektriğin yaklaşık% 10'unu kullanıyor. Araştırmalar, en kötü senaryoda, büyük veri merkezlerindeki bilgi işlem donanımı veya iletişim ağlarını yönlendiren elektronikler gibi iletişim altyapılarımızın altında yatan teknolojide köklü bir değişiklik olmazsa, elektrik kullanımının aşırı arttığını görebiliriz. 2030 yılına kadar küresel elektriğin% 50'si. "
AQFP, bilgi işlemin tüm yönlerini yerine getirebilir. veri işleme ve veri depolama. Ayrıca, mikroişlemcinin veri işleme kısmı, günümüzün bilgisayar teknolojileri için ideal olan 2,5 GHz saat frekansına kadar çalışabilir. Ek olarak, bu, ekip tarafından tasarım metodolojisi ve deneysel kurulumda daha fazla iyileştirme ile 5-10 GHz'e çıkarılabilir.
Süper iletken bir elektronik cihaz olan AQFP'nin, AQFP'lerin süper iletken duruma geçmesini sağlamak için yongaları oda sıcaklığından 4,2 Kelvin'e kadar soğutmak için ek güce ihtiyacı vardır. Soğutma ek yüküne rağmen, AQFP, bugün mevcut olan yüksek performanslı bilgisayar çiplerinde bulunan son teknoloji yarı iletken elektronik cihazlara kıyasla hala yaklaşık 80 kat daha fazla enerji tasarrufludur.
Ekip, daha kompakt AQFP cihazlarının geliştirilmesi, çalışma hızının artırılması ve tersine çevrilebilir hesaplama yoluyla enerji verimliliğinin daha da artırılması dahil olmak üzere teknolojide iyileştirmeler yapmayı planlıyor. Ayrıca, tasarım yaklaşımını tek bir çipe olabildiğince çok cihaz sığacak ve hepsini yüksek saat frekanslarında güvenilir bir şekilde çalıştıracak şekilde ölçeklendirme planları vardır. Ayrıca ekip, AQFP'lerin yapay zeka için nöromorfik bilgi işlem donanımı ve kuantum hesaplama uygulamaları gibi diğer hesaplama uygulamalarına nasıl yardımcı olabileceğini inceleyecek.
Çalışma, AQFP MANA mikroişlemcisi hakkında daha fazla ayrıntı alabileceğiniz IEEE Journal of Solid-State Circuits'te yayınlandı.