67 Share

Süper İletkenler Kullanılarak Geliştirilmiş Son Derece Enerji Verimli Mikroişlemci

Furkan Altunsoy9 ay önce



Japonya'daki Yokohama Ulusal Üniversitesi'nden araştırmacılar, günümüzün yüksek performanslı bilgi işlem sistemlerinin mikro işlemcilerinde bulunan son teknoloji yarı iletken cihazlardan yaklaşık 80 kat daha fazla enerji verimli olan süper iletken cihazları kullanan bir prototip mikro işlemci geliştirdiler.

Günümüz teknolojileri günlük yaşamlarımıza giderek daha fazla entegre hale geldikçe, daha fazla hesaplama gücüne duyulan ihtiyaç her geçen gün artıyor. Bu artış nedeniyle, artan hesaplama gücünün enerji kullanımı son derece artıyor. Örneğin, modern veri merkezleri tarafından o kadar çok enerji kullanılıyor ki, bazıları nehirlerin yakınında inşa ediliyor, böylece akan su makineleri soğutmak için kullanılabilir.

"Bugün yaşadığımız Bilgi Çağı'nı destekleyen dijital iletişim altyapısı şu anda küresel elektriğin yaklaşık% 10'unu kullanıyor. Araştırmalar, en kötü senaryoda, iletişim altyapımızın altında yatan teknolojide temel bir değişiklik yoksa, örneğin Yokohama Ulusal Üniversitesi'nde doçent olan Christopher Ayala ve başyazar Christopher Ayala, büyük veri merkezlerindeki bilgi işlem donanımı veya iletişim ağlarını yönlendiren elektronikler, elektrik kullanımının 2030 yılına kadar küresel elektriğin% 50'sinin üzerine çıktığını görebiliriz "diyor.

Ekibin Journal: IEEE Journal of Solid-State Circuits'te yayınlanan araştırması, inanılmaz derecede verimli, ancak çalışmak için belirli çevresel koşullar gerektiren süper iletkenler kullanarak daha enerji verimli bir mikroişlemci mimarisi geliştirme çabasını ayrıntılarıyla anlatıyor.

Ekip, bu güç sorununu çözmek için ultra düşük güçlü, yüksek performanslı mikroişlemciler için bir yapı taşı olarak adyabatik kuantum akı parametronu (AQFP) adı verilen son derece enerji verimli bir süper iletken dijital elektronik yapının kullanımını araştırdı.

"Bu makalede, AQFP'nin pratik enerji verimli yüksek hızlı hesaplama yeteneğine sahip olduğunu kanıtlamak istedik ve bunu, MANA (Monolithic Adyabatic iNtegration Architecture) adlı 4 bit AQFP mikroişlemcisini geliştirip başarılı bir şekilde göstererek yaptık. dünyanın ilk adyabatik süper iletken mikro işlemcisi, "dedi Ayala.

"Prototip mikroişlemcimizin gösterimi, AQFP'nin bilgi işlemin tüm yönlerini, yani veri işleme ve veri depolama yeteneğine sahip olduğunu gösteriyor. Ayrıca, mikroişlemcinin veri işleme kısmının saat frekansına kadar çalışabileceğini ayrı bir çip üzerinde gösteriyoruz. Ayala, "2.5 GHz bunu günümüzün bilgi işlem teknolojileriyle eşit hale getiriyor. Tasarım metodolojimizde ve deneysel kurulumumuzda iyileştirmeler yaptıkça bunun 5-10 GHz'e yükselmesini bile bekliyoruz" dedi.

Bununla birlikte, süperiletkenlerin başarılı bir şekilde çalışması için son derece soğuk sıcaklıklar gerekir. Bir süperiletken mikroişlemci için gereken soğutmayı hesaba katarsanız , enerji gereksiniminin istenmeyen hale geleceği ve günümüz mikro işlemcilerini aşacağı düşünülebilir. Ancak araştırma ekibine göre, şaşırtıcı bir şekilde durum böyle değildi:

"AQFP, süper iletken bir elektronik cihazdır, yani çiplerimizi oda sıcaklığından 4,2 Kelvin'e kadar soğutarak AQFP'lerin süper iletken duruma geçmesini sağlamak için ek güce ihtiyacımız var. Ancak bu soğutma ek yükünü hesaba katarken bile, AQFP bugün piyasada bulunan yüksek performanslı bilgisayar çiplerinde bulunan son teknoloji ürünü yarı iletken elektronik cihazlara kıyasla yaklaşık 80 kat daha fazla enerji verimli. "

Ekip artık bu süper iletken çip mimarisinin konseptini kanıtladığına göre, çipi optimize etmeyi ve çipin ölçeklenebilirliğini ve hız sonrası optimizasyonunu belirlemeyi planlıyor.

Ayala, "Şu anda daha kompakt AQFP cihazlarının geliştirilmesi, işlem hızının artırılması ve tersine çevrilebilir hesaplama yoluyla enerji verimliliğinin daha da artırılması dahil olmak üzere teknolojide iyileştirmeler yapmak için çalışıyoruz" dedi. "Tek bir çipe olabildiğince çok cihaz sığdırmak ve hepsini yüksek saat frekanslarında güvenilir bir şekilde çalıştırmak için tasarım yaklaşımımızı da ölçeklendiriyoruz."

Ekip, standart mikroişlemciler oluşturmanın yanı sıra, AQFP'lerin yapay zeka için nöromorfik bilgi işlem donanımı ve kuantum hesaplama uygulamaları gibi diğer hesaplama uygulamalarına nasıl yardımcı olabileceğini incelemekle de ilgileniyor.

Kaynak:

https://techxplore.com/news/2020-12-extremely-energy-efficient-microprocessor-superconductors.html

Bu Blog İçin Durumunu Belirt

Love

0

Cool

0

Geeky

0

Lol

0

Meh

0

Omg

0

Thnk

0

Angry

0

Yorumda isminiz görünsün mü ?

Benzer Bloglar