Superlaidus niobio lustas sulaužo silicio energijos suvartojimo standartus

Kalbant apie energijos vartojimo efektyvumą, šiandieniniai kompiuteriai suvalgo aštuoniomis eilėmis daugiau nei teorinis minimumas. Aišku, yra kur tobulėti.

Šiandien Quentin Herr ir draugai iš Northrop Grumman Systems Baltimorėje atskleidžia superlaidų loginį įrenginį, kuris naudoja 300 kartų mažiau energijos nei įprasti silicio lustai. Tai bus šokas lustų gamintojams, kurių bandymai pagerinti energijos vartojimo efektyvumą nublanksta.

Žinoma, padeda fizikos dėsniai. Įprasto tranzistoriaus išsklaidoma galia priklauso nuo jo dydžio ir medžiagos, iš kurios jis pagamintas.

Palyginimui, superlaidaus ekvivalento, Josephsono sandūros, išsklaidomą energiją lemia tik šiluminis triukšmas, o sistemoje visiškai nėra varginančio pasipriešinimo, kuris sunaudoja energiją įprastuose įrenginiuose.

Norėdami tai išnaudoti, Herr ir bendradarbiai sukūrė ir sukūrė naujo tipo įrenginį, žinomą kaip abipusė kvantinė logika. Jų superlaidus lustas pagamintas iš niobio, veikia 4,2 kelvino dažniu ir susideda iš 1600 Josephson jungčių.

Jie sako, kad jis gali veikti 6 GHz taktiniu dažniu su 6 mW maitinimo šaltiniu, kad galimas didesnis greitis ir kad šis našumas gali būti pritaikytas lustams su milijonu sankryžų. Ir tai daro su mažesniu nei 10^-40 bitų klaidų lygiu. Tai praktiškai nieko.

Tačiau žandikaulio lašintuvas yra energijos suvartojimas, kuris yra tik trimis dydžiais didesnis už teorinę ribą.

Žinoma, tai nėra sieninio kištuko energijos suvartojimas, nes reikia atsižvelgti į dideles aušinimo išlaidas. Tačiau net ir tada, kai yra, Herr ir bendradarbiai teigia, kad naujasis įrenginys 300 kartų viršija silicio energijos suvartojimą. Dėl to superlaidžioji logika yra viliojanti alternatyva aukščiausios klasės kompiuteriams, už kuriuos sąskaitos už energiją yra nemažos. 2007 m. JAV aplinkos apsaugos agentūra apskaičiavo, kad JAV serveriai ir duomenų centrai sunaudoja apie 12 GW galios, o tai atitinka 25 elektrinių našumą. Sumažinus tai 300 kartų, būtų sutaupyta keletas dolerių. Niobis taip pat siūlo įdomų priedą. Tai natūraliai atspari radiacijai, o tai reiškia, kad šie lustai gali būti ypač tinkami naudoti kosmose ar kitoje labai radioaktyvioje aplinkoje. Tai toks dalykas, kuris gali padėti generuoti karinį finansavimą. Iš tiesų, Herr ir bendradarbių darbą iš dalies finansavo Sakramente įsikūrusi karinių tyrimų organizacija Defense MicroElectronics Activity. Įdomu tai, kad įrenginys taip pat gali būti lengvai konvertuojamas dirbti kvantinio skaičiavimo režimu, tiesiog jį atvėsinant iki kelių milikevinų. Tai galėtų tapti naudingu žingsniu link kvantinių technologijų. Tai, kad ši technologija atsirado iš Northrop, yra netikėta. Tai įmonė, gaminanti „Global Hawk“ UAV ir bombonešį B-2 kartu su daugeliu kitų karinių technologijų. Tačiau Herr darbas staiga paverčia jį žaidėju naujos kartos kompiuterių pasaulyje. Bus įdomu pamatyti, kur tai nuves. Nuoroda: arxiv.org/abs/1103.4269 : Itin mažos galios superlaidininkių logika Dabar galite sekti The Physics arXiv tinklaraštį Twitter paslėpti