Российскими учеными создана супермикросхема

Российскими учеными создана супермикросхема

Учёные НИИЯФ и физического факультета МГУ разработали для логических элементов суперкомпьютера новую микросхему биСКВИД из сверхпроводящего материала, электрическое сопротивление которого равно нулю. Возможно, что изобретение позволит уменьшить энергопотребление суперкомпьютеров на 6 порядков!

Ранее ими была создана микросхема с аналогичным наименованием для сверхпроводниковых высоколинейных детекторов магнитного поля и высоколинейных низкошумящих усилителей.

Наименование «биСКВИД» произошло от аббревиатуры «СКВИД» (от английского SQUID - Superconducting Quantum Interference Device) - сверхпроводящее квантовое интерференционное устройство, обладающее уникальной чувствительностью к магнитному полю. Приставка «би» в названии отражает объединение функций двух СКВИДов в одной схеме.

Известно, что высокое энергопотребление современных суперкомпьютеров является сложной проблемой на пути их дальнейшего развития. По оценкам учёных, дальнейшее увеличение производительности такими же темпами, как сегодня, приведёт к тому, что для работы одного суперкомпьютера следующего поколения потребуется персональный блок атомной электростанции.

Процессы, протекающие во всех современных компьютерах - персональных и суперкомпьютерах, отличаются необратимостью. Это означает, что часть информации в процессе вычислений теряется, то есть по полученному результату мы не можем восстановить, что было на входе. Данная потеря информации сопровождается потерей энергии и увеличением температуры вычислительной машины, что было показано в 1961-м году в работе Р. Ландауэра. Использование полупроводниковых материалов, обладающих электрическим сопротивлением, также приводит к тому, что вычисления сопровождаются потерей энергии и разогревом ЭВМ. Для работы компьютера необходимо не только компенсировать потерю энергии, но и охлаждать микросхемы до рабочей температуры. Естественным выходом из сложившейся ситуации может стать использование обратимых логических операций, которые проходят без потери информации, и создание микросхем компьютера с использованием сверхпроводящих материалов, электрическое сопротивление которых равно нулю.

Кстати, недавно учёные США и Японии экспериментально показали, что энергопотребление сверхпроводниковых обратимых схем может быть более, чем на 6 порядков ниже энергопотребления существующих полупроводниковых аналогов, в то время как энергопотребление схем существующей цифровой сверхпроводниковой электроники ниже только на 3 порядка. Но исследуемые ими сверхпроводниковые схемы были достаточно громоздки по меркам современной нанотехнологии, что препятствует созданию на их основе суперкомпьютера.

Для решения проблемы сотрудники лаборатории физики наноструктур НИИЯФ МГУ, возглавляемой Михаилом Куприяновым, совместно с коллегами из физического факультета МГУ занялись созданием новых сверхпроводниковых обратимых схем. Недавно они разработали базовый элемент ячейки памяти суперкомпьютера - так называемый джозефсоновский контакт с ферромагнитным материалом. Это изобретение позволяет рассчитывать на создание компактной и энергоэффективной сверхпроводниковой памяти, отсутствие которой является существенным препятствием для практического применения существующей цифровой сверхпроводниковой технологии. Однако, логические операции, используемые в данной технологии, необратимы, а, следовательно, энергоэффективность схем невысока.

Чтобы добиться радикального уменьшения энергопотребления, на этот раз учёные НИИЯФ и физического факультета МГУ предложили новую сверхпроводниковую обратимую схему для логических элементов суперкомпьютера. В её состав входят три джозефсоновских контакта, один из них - ранее предложенный контакт с ферромагнетиком.

Newsland.ru

Похожие новости:
Российский планшет оказался недоразумением
Информация о том, что у российской армии появится собственный планшетный компьютер, не соответствует действительности и является результатом недоразумения. Об этом заявил знакомый с ситуацией источник в российском ВПК."О том, чтобы выпустить планшетник, не могло быть и речи. Рогозину показывали российскую ..
2012-09-9 1330 0 Электроника
0
Создана самая быстрая фотокамера в мире
Ученые из Японии и США создали самую быструю фотокамеру в мире. Результаты своего исследования авторы опубликовали в журнале Nature Photonics. Новая камера способна, по словам специалистов, делать до 4,4 триллиона кадра в секунду, что в тысячу раз больше, чем у существующих аналогов. Разрешение получаемых при этом ..
2014-08-12 1681 0 Электроника
0
Изобретатели заинтересовавшей Путина бесконечной флешки выиграли грант
Российские программисты, представившие в июле 2015 года президенту России Владимиру Путину так называемую бесконечную флешку, выиграли грант для продвижения своего изобретения. Об этом сообщили ТАСС организаторы молодежного образовательного форума «Территория смыслов на Клязьме» во Владимире. Всего в ходе ..
2015-07-20 5450 0 Электроника
0
Российская система охраны периметра.
      Охрана дома, складских или производственных помещений, специальными охранными системами, является вполне обычным для нас делом. Но наряду с охраной помещений, часто в охране нуждается и прилегающая территория. Для защиты территории были созданы специальные охранные системы. Они бывают ..
2019-12-02 33995 Электроника
2
Созданы тончайшие в мире электрические провода
Американские, мексиканские и немецкие физики использовали алмазы минимальных размеров для сборки тончайшего в мире электрического провода. Посвященное этому исследование опубликовано в журнале Nature Materials, кратко о нем сообщает Национальная ускорительная лаборатория SLAC.Созданный учеными электрический провод имеет ..
2016-12-30 4618 0 Электроника
0
Lenovo выпустит компьютер на российском процессоре
Использовать в своих продуктах процессоры, выпущенные в России, намерена китайская компьютерная компания Lenovo, пишет газета «Ведомости» со ссылкой на источники в Минпромторге и генерального директора Lenovo в России, СНГ и Восточной Европе Глеба Мишина. По его словам, компания рассчитывает, что техника Lenovo ..
2015-09-15 2993 0 Электроника
1
Планшет теперь будет заряжаться от футболки
Учеными из Университета Южной Каролины был создан инновационный продукт – футболка-аккумулятор, которая способна хранить электрический заряд. По словам ученых, такая футболка будет стоить как обычное трикотажное изделие, в котором не будет никаких вредных металлов и примесей. Ученые отмечают, ..
2012-07-9 1313 0 Электроника
0
iPad mini привезут в Россию к середине января
Официальные продажи 7,9-дюймового планшетника iPad mini в России стартуют 18 или 19 января. Об этом пишет газета "Известия" со ссылкой на собственный источник, "близкий к одному из крупных дистрибьютеров продукции Apple". Какой ценник будет выставлен на новинку, осведомитель не уточняет. iPad mini ..
2012-11-23 1406 0 Электроника
0
В Стенфорде показали компьютер, работающий как мозг
В университете Стенфорда появился опытный образец суперкомпьютера, который умеет подражать работе человеческого мозга. За счет использования такой системы, компьютер может производить операции в 9 тысяч раз быстрее, нежели ныне существующие системы. Neurogrid, система разработанная учеными, ..
2014-04-30 1722 0 Электроника
0
ГЛОНАСС отыскали в iPhone 3GS и iPhone 4
Навигационные модули в iPhone 3GS и iPhone 4 могут работать с российскими спутниками группировки ГЛОНАСС. Это следует из характеристик смартфонов, опубликованных на сайтах региональных подразделений компании Apple - в частности, гонконгского и корейского. Сообщается, что аппараты поддерживают как ГЛОНАСС, так и американскую систему GPS.На сайтах ..
2011-11-11 1922 0 Электроника
0
Детский компьютер за 35 долларов поступил в продажу
Сегодня в Великобритании начались продажи самого дешевого в мире компьютера под названием "Разбери пай" ("малиновый пирог"). Стоимость этой модели компьютера всего 35 долларов и предназначен он, по задумке разработчиков, для того, чтобы дети могли с его помощью научиться основам программирования ..
2012-02-29 1954 0 Электроника
0
Hitachi Maxell создала беспроводную зарядку для iPad 2
Сегодня компания Hitachi Maxell сообщила о том, что ведутся разработки не совсем обычного аксессуара для устройства Apple iPad2. Компанией создана беспроводное зарядное устройство для данного аппарата, с использованием которого пользователь может зарядить планшет, не используя для этого ни единого ..
2011-10-4 1805 0 Электроника
0
МТС выпустила "народный" LTE-планшет и смартфон
Компания МТС начала продажи бюджетных планшетников и смартфонов под собственным брендом, совместимых с российскими LTE-сетями (стандарта FDD). Подключившись к сверхбыстрому Интернету, эти устройства могут передавать данные со скоростью до 100 мегабит в секунду. Такой скорости достаточно для комфортного просмотра онлайн-видео в HD-качестве, прослушивания ..
2013-11-27 1205 0 Электроника
1
Названы страны, где появятся смартфоны с "операционкой" Firefox
Генеральный директор Mozilla Гэри Ковач, выступая на открытии конференции D: Dive Into Mobile, огласил список стран, где начнутся продажи смартфонов под управлением мобильной операционной системы Firefox OS. Он объявил, что к июню первые устройства на "браузерной" платформе появятся в пяти ..
2013-04-17 1135 0 Электроника
0
Техника будет подчиняться мыслям
Потенциал мозговых волн человека в последнее время активно исследуется учеными. И здесь они достигли значительных успехов. К примеру, набор смс-сообщений только лишь силой мысли стал уже реальностью. Но на рынке появилось устройство, при помощи которого мысленно можно управлять ..
2011-10-8 1360 0 Электроника
0