能效赶过半导体同类产品八十倍
科技日报北京1月17日电 （冯卫东）根据最近的一项估计，目前数据中央的耗能已高达环球电力的2％，这一数字在10年内有望攀升到8％。为逆转这种趋势，科学家们正考虑以全新的办法简化数据中央的微处理器。日本研究职员将这一想法发挥到了极致，创建了一种电阻为零的超导微处理器。
《IEEE固态电路》杂志宣布，这种超导微处理器可为更高能效的打算能力供应潜在的办理方案，但新设计目前须要低于10开尔文（或—263℃）的超冷温度。研究职员创建的这种绝热超导微处理器，从事理上讲，在打算过程中不会从系统中得到或丢失能量。
这个新的微处理器原型称为MANA（单绝热集成体系构造），是天下上第一个绝热超导体微处理器。它由超导铌组成，并依赖于称为绝热量子通量参量电子（AQFP）的硬件组件。每个AQFP由几个快速浸染的约瑟夫森结开关组成，这些结开关只需很少的能量即可支持超导体电子设备。MANA微处理器统共由2万多个约瑟夫森结（或1万多个AQFP）组成。
研究职员阐明说，用于构建微处理器的AQFP已经由优化，可以绝热运行，从而可在相对低的时钟频率（高达10GHz旁边）下规复从电源中汲取的能量。与传统超导电子产品数百吉赫兹的运行频率比较，这个数字要低得多。但这并不虞味着MANA达到了10GHz的速率。实验显示，MANA的数据处理部分可在高达2.5GHz的时钟频率下运行，这使其与当今的打算技能相称。
这种铌基微处理器的入门价格取决于低温和将系统冷却至超导温度的能源本钱。不过，纵然将冷却本钱打算在内，与最前辈的半导体电子设备（如7纳米鳍式场效应晶体管）比较，AQFP的能源效率仍旧赶过约80倍。由于MANA微处理器须要液氦水平的低温，因此它更适宜于利用低温冷却系统的大规模打算根本架构，例如数据中央和超级打算机。
总编辑圈点
数据中央是分布在信息高速公路上的一个个交通枢纽。随着我们对互联网的依赖程度日益加深，数据中央的发展也突飞年夜进。以中国为例，据统计，近年来海内数据中央发展迅猛，在数量和规模上都呈20%以上的年增长。但数据中央耗能高也是“有名难题”，绿色化、智能化、大略单纯化是它在未来10年的发展趋势。最新问世的超导微处理器虽需低温运行，却依然为提升数据中央能源效率供应了主要思路。
来源： 科技日报
