超導微芯片需要在超低溫環境下才能正常工作,雖然為芯片提供降溫制冷需要消耗大量能源,但與傳統芯片相比總體能耗大幅縮減。

日前,日本橫濱國立大學的研究人員開發出了一種應用超導體器件的微芯片原型機“MANA”。該芯片具備超導材料在低溫環境下電阻接近于零的特性,其能效達到當今高性能計算芯片中頂級半導體器件的80倍。

這項新發明名為“絕熱量子通量參變器”(AQFP),用其組裝的微芯片能在維持高性能的同時實現超低能耗,適用于下一代數據中心和通訊網絡。

據悉,該團隊研發超導體微芯片的初衷是為了降低因數據運算產生的巨額能耗。

據日本橫濱國立大學副教授Christopher Ayala表示,“身處信息時代,數字通信基礎設施至關重要,其能耗幾乎占到全球電力的10%。研究表明,如果不從根本上改變通信基礎技術,改善大型數據中心的計算硬件或通信網絡的電子驅動設備,截止到2030年,數字通信基礎設施的能耗最多將占全球用電量的50%以上”。

如此巨大的耗電量不僅會讓用戶難以承受,對于環境也是巨大的負擔。

對此,研究小組表示:“AQFP是一種超導體電子設備,只有將芯片溫度降至4．2K(即-268．95℃),AQFP才能進入超導狀態。然而,即便算上降溫的能耗,AQFP的能效仍然是當今高性能計算芯片中頂級半導體器件的80倍?！?/p>