더 많은 연산 능력에 대한 끊임없이 증가하는 요구를 해결하기 위해 일본 요코하마 국립 대학교의 연구원들은 MANA (Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture) 라는 4 비트 AQFP 프로토 타입 마이크로 프로세서를 성공적으로 개발 했습니다 . 이 새로운 마이크로 프로세서는 사용 가능한 고성능 컴퓨팅 시스템의 마이크로 프로세서에서 볼 수있는 것보다 에너지 효율이 약 80 배 더 높은 초전도체를 사용하여 개발되었습니다.
새로운 프로세서를 사용하여 제조된다 니오브 / 알루미늄 조셉슨 접합 및 4.2K에서 동작한다. AQFP (Adiabatic quantum-flux-parametron)라고하는 에너지 효율적인 초전도체 디지털 전자 구조를 초 저전력, 고성능 마이크로 프로세서 및 차세대 데이터 센터를위한 기타 컴퓨팅 하드웨어의 빌딩 블록으로 사용합니다. 및 통신 네트워크.
요코하마 국립 대학의 부교수이자이 연구의 주 저자 인 Christopher Ayala는 “오늘날 우리가 살고있는 정보화 시대를 지원하는 디지털 통신 인프라는 현재 전 세계 전기의 약 10 %를 사용합니다. 연구에 따르면 대규모 데이터 센터의 컴퓨팅 하드웨어 나 통신 네트워크를 구동하는 전자 장치와 같은 통신 인프라의 기본 기술에 근본적인 변화가없는 최악의 시나리오에서 전력 사용량이 초과되는 것을 볼 수 있습니다. 2030 년까지 전 세계 전기의 50 %.”
AQFP는 컴퓨팅 비주얼리 제이션의 모든 측면을 수행 할 수 있습니다. 데이터 처리 및 데이터 저장. 게다가 마이크로 프로세서 의 데이터 처리 부분은 오늘날의 컴퓨팅 기술에 이상적인 2.5GHz의 클럭 주파수까지 작동 할 수 있습니다. 또한 설계 방법론과 팀의 실험 설정이 더욱 개선되어 5 ~ 10GHz로 증가 할 수 있습니다.
초전도 전자 장치이기 때문에 AQFP는 칩을 실온에서 4.2 켈빈까지 냉각시켜 AQFP가 초전도 상태로 전환 할 수 있도록 추가 전력이 필요합니다. 냉각 오버 헤드에도 불구하고 AQFP는 오늘날 사용 가능한 고성능 컴퓨터 칩에서 볼 수있는 최첨단 반도체 전자 장치에 비해 에너지 효율이 여전히 약 80 배 더 높습니다.
이 팀은 더 컴팩트 한 AQFP 장치의 개발, 작동 속도 향상, 가역 계산을 통해 에너지 효율성을 더욱 높이는 등 기술을 개선 할 계획입니다. 또한 단일 칩에 가능한 한 많은 장치를 장착하고 높은 클럭 주파수에서 모든 장치를 안정적으로 작동하도록 설계 방식을 확장 할 계획입니다. 또한 팀은 양자 컴퓨팅 응용 프로그램뿐만 아니라 인공 지능을위한 뉴 로모 픽 컴퓨팅 하드웨어와 같은 다른 컴퓨팅 응용 프로그램에서 AQFP가 어떻게 지원할 수 있는지 조사 할 것입니다.
이 연구는 AQFP MANA 마이크로 프로세서에 대한 자세한 정보를 얻을 수있는 IEEE Journal of Solid-State Circuits에 게재되었습니다.