ทีมวิจัยทดลองผลิตหน่วยประมวลผลด้วย Superconductor พบประหยัดพลังงานกว่า Semiconductor ถึง 80 เท่า

ทีมนักวิจัยจากญี่ปุ่นได้ทดลองทำการพัฒนาหน่วยประมวลผลในแบบ Superconducting Microprocessor ขึ้นมาใช้งานแทนหน่วยประมวลผลในปัจจุบันที่มักใช้ Semiconductor และพบว่าที่ประสิทธิภาพการประมวลผลในระดับที่เท่ากันนี้ Superconducting Microprocessor ใช้พลังงานน้อยกว่าถึง 80 เท่าเลยทีเดียว

Photo: Christopher Ayala

ถึงแม้หน่วยประมวลผลแบบ Superconducting Microprocessor นี้จะต้องทำงานในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิเย็นจัดต่ำกว่า -263 องศาเซลเซียส แต่ตัวเลขของการใช้พลังงานที่น้อยกว่า Semiconductor 80 เท่านี้ ก็ได้รวมถึงพลังงานที่ต้องใช้ในการรักษาความเย็นเอาไว้ด้วยแล้วเช่นกัน

เบื้องหลังงานวิจัยนี้คือการวิจัยสร้าง Superconducting Microprocessor ที่มีคุณสมบัติ Adiabatic คือในระหว่างที่มีการประมวลผลนั้นจะไม่เกิดการสรา้งหรือสูญเสียพลังงานแต่อย่างใด และนำแนวคิดนี้มาพัฒนาเป็น Prototype ที่มีชื่อว่า Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture หรือ MANA ด้วยการผสานระหว่าง Superconducting Niobium เข้ากับฮาร์ดแวร์ที่มีชื่อว่า Adiabatic Quantum-Flux-Parametron (AQFP) ซึ่งใช้พลังงานน้อยมากในการประมวลผล

อย่างไรก็ดี เทคโนโลยีการประมวลผลด้วยการใช้ Superconductor นี้ในทางทฤษฎีแล้วจะมีความเร็วได้ถึงหลายร้อย GHz แต่ในงานวิจัยนี้เมื่อนำมาผสานเข้าเป็นระบบประมวลผลด้วยแนวคิดดังกล่าวแล้ว ทีมวิจัยเชื่อว่าจะสามารถมีความเร็วได้สูงสุดราวๆ 10GHz เท่านั้น ซึ่งการวิจัยในครั้งนี้ทีมวิจัยได้ประสบความสำเร็จในการทำความเร็วอยู่ที่ 2.5GHz ซึ่งถือว่าใกล้เคียงกับเทคโนโลยีประมวลผลที่เราใช้ในยุคปัจจุบัน และยังมีช่องว่างให้พัฒนาได้อีกมากสำหรับงานวิจัยนี้

การนำ MANA Superconducting Microprocessor นี้ไปใช้งานจริงอาจมีข้อจำกัดในแง่ของการรักษาอุณหภูมิให้ต่ำมากๆ เอาไว้ ทำให้การประยุกต์ใช้งานนั้นยังเหมาะกับการนำไปใช้งานภายใน Data Center หรือระบบ Supercomputer เท่านั้น แต่ด้วยคุณสมบัติของการประหยัดพลังงานได้มากถึง 80 เท่านี้ก็ถือว่าน่าสนใจไม่น้อยทีเดียวสำหรับโลกในยุคปัจจุบันที่ใช้พลังงานมหาศาลไปกับการประมวลผลทั่วโลกเพื่อตอบรับต่อการมาของเทคโนโลยีและงานวิจัยใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง

งานวิจัยฉบับนี้ถูกตีพิมพ์อยู่ที่ https://ieeexplore.ieee.org/document/9295318

ที่มา: https://spectrum.ieee.org/tech-talk/computing/hardware/new-superconductor-microprocessor-yields-a-substantial-boost-in-efficiency

from:https://www.techtalkthai.com/superconducting-microprocessor-consumes-80-times-less-power-than-semiconductor/