時(shí)至今日，計(jì)算機(jī)使用了驚人的能量。根據(jù)最近的一項(xiàng)估計(jì)，單是數(shù)據(jù)中心就消耗了全球2%的電力，到本世紀(jì)末，這一數(shù)字預(yù)計(jì)將攀升至8%。不過，為了扭轉(zhuǎn)這一趨勢(shì)，或許處于計(jì)算機(jī)世界中心的微處理器，可以以全新的方式進(jìn)行流線型設(shè)計(jì)。
日本的一組研究人員將這一想法發(fā)揮到了極致，他們發(fā)明了一種超導(dǎo)微處理器MANA——它是一種電阻為零的微處理器，也是世界上第一個(gè)絕熱超導(dǎo)體微處理器。上個(gè)月發(fā)表在IEEE《固體電路》（Solid-State Circuits）雜志上的一項(xiàng)研究描述了這種新型設(shè)備，這是同類設(shè)備中的第一個(gè)。
導(dǎo)體微處理器為提高計(jì)算效率提供了一種潛在的解決方案，但事實(shí)上，目前這些設(shè)計(jì)需要10開爾文(或-263攝氏度)以下的超冷溫度。日本的研究小組試圖創(chuàng)造一種絕熱的超導(dǎo)體微處理器，這意味著，原則上，在計(jì)算過程中，能量不會(huì)從系統(tǒng)中獲得或損失。
它由超導(dǎo)鈮組成，并依賴于被稱為絕熱量子通量參數(shù)器(AQFPs)的硬件組件。每個(gè)AQFP由幾個(gè)快速作用的約瑟夫森結(jié)開關(guān)組成，這些開關(guān)只需要很少的能量就可以支持超導(dǎo)體電子。MANA微處理器總共由2萬多個(gè)約瑟夫森結(jié)（或1萬多個(gè)AQFP）組成。
克里斯托弗·阿亞拉(Christopher Ayala)是日本橫濱國立大學(xué)高級(jí)科學(xué)研究所的副教授，他幫助開發(fā)了這種新型微處理器。他解釋說:“用于制造微處理器的AQFPs經(jīng)過了優(yōu)化，可以絕熱運(yùn)行，這樣在時(shí)鐘頻率相對(duì)較低(約10ghz)的情況下，從電源中提取的能量可以被恢復(fù)?！薄芭c傳統(tǒng)超導(dǎo)體電子器件中數(shù)百千赫茲的頻率相比，這個(gè)頻率要低得多。”
然而，這并不意味著他們的新一代設(shè)備達(dá)到了10ghz的速度。在一份新聞聲明中，Ayala補(bǔ)充道:“我們還在一個(gè)單獨(dú)的芯片上展示了微處理器的數(shù)據(jù)處理部分可以工作在2.5 GHz的時(shí)鐘頻率上，這與當(dāng)今的計(jì)算技術(shù)相當(dāng)。我們甚至預(yù)計(jì)，隨著我們對(duì)設(shè)計(jì)方法和實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)，這一頻率將增加到5- 10ghz?！?/p>
由于MANA微處理器需要液態(tài)氦水平的溫度，它更適合于數(shù)據(jù)中心和超級(jí)計(jì)算機(jī)等大型計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，在這些地方可以使用低溫冷卻系統(tǒng)
