能源效率是7納米芯片的80倍！日本研發出零電阻超導芯片
2021-01-19 13:31:19 EETOP
根據IEEE 旗下網站IEEE Spectrum 報導，根據研究顯示，數據中心的能源損耗十分驚人，占了全球電力2%，而在未來的10 年內將有望攀升到8%。為了更有效的降低數據中心耗能，日本科學家研發出一種零電阻，名為MANA（MonolithicAdiabatic iNtegration Architecture）的超導微芯片，并已發表在IEEE Journal of Solid-State Circuits 雜志上。
據悉，這一款超導微芯片采用的材料是名為鈮（Nb）的超導金屬，并由名為絕熱量子通量參變器（Adiabatic Quantum Flux Parametrons, AQFP）的超導電子結構構成。而每個AQFP，都是由數個約瑟夫效應切換器（Josephson effect switches）組成，而這些交換器只需要很少的能量便可支持超導電子（Superconductor Electronics）。MANA 超導微芯片總共由20,000 多個約瑟夫效應切換器（或是10,000 多個AQFP 組成）
研究人員表示，實驗顯示，這款超導微芯片可在2.5GHz 的頻率下進行數據處理，這與目前的運算技術相當，未來希望在經過設計方法、實驗設置等方式優化后，運作頻率可以增加到5-10 GHz。
當然，這種超導微芯片目前仍有使用環境的限制，必須要在-263℃ 的情況下才能使用（因在這種低溫下才會出現超導現象）。研究人員指出，MANA 超導微芯片的價格是取決于低溫和將系統冷卻至超導溫度的能源成本，不過，即便將冷卻成本列入計算，與最先進的半導體制程相比（例如7nm），其能源效率仍高出約80 倍左右，更適用于需要低溫冷卻的大規模運算基礎設施，像是數據中心、超級電腦或量子電腦等。
