Japonské supravodivé adiabatické CPU vyzkoušeno na 2,5 GHz

Na Národní univerzitě v Jokohamě tak byl vyvinut procesor, který má za úkol pracovat při extrémně nízkých teplotách, které zajistí supravodivost jeho obvodů. Výsledný Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture (MANA) je zatím pouze prototyp, který je dle svých tvůrců při běhu v teplotě 4,2 K asi 80x efektivnější než srovnatelný procesor vyrobený 7nm procesem FinFET. A to přitom výzkumníci dle zdroje počítají i s energií, která je zapotřebí pro jeho chod při uvedené teplotě, jak uvádí Christopher Ayala z Institutu pokročilých věd v Jokohamě. 

 

 

Takt 2,5 GHz přitom není na dnešní dobu nic úžasného, ovšem Ayala vidí potenciál v dalším zvyšováním taktu až k hranici 10 GHz, což je ve světě supravodivé elektroniky ještě relativně nízká frekvence. 

 

Obvody procesoru jsou tvořeny z niobia (Ni, někdy také Columbium) a využívá hardwarové komponenty zvané AQFP (adiabatic quantum-flux-parametron), které jsou zase tvořeny párem přechodů využívajících Josephsonův jev, čili typ kvantového tunelového jevu, při němž vzniká elektrický proud mezi dvěma supravodiči, které jsou odděleny tenkou vrstvou izolantu. Mluvíme tak v tomto případě o Josephsonových kontaktech či přechodech, jichž daný procesor obsahuje přes 20 tisíc, čili má něco přes 10 tisíc komponent AQFP. Jejich výhoda je především ta, že na rozdíl od křemíkových tranzistorů v podstatě netvoří odpadní teplo a právě díky tomu může být výsledné CPU samo o sobě vysoce energeticky účinné. 

 

Procesory MANA by se tak mohly stát základem pro budoucí vybavení serverů, neboť nutnost je chladit na teploty jen o několik stupňů nad absolutní nulou je pochopitelně vyřazují z možnosti využití v běžné elektronice. Výhodou pak může být právě jejich výše udávaná vysoká efektivita a právě i relativně vysoké takty, a to oproti klasickým křemíkovým čipům.