Süperiletkenler ile Yüksek Verimli Mikroişlemci Geliştirildi

Sıcaklık belirli bir değerin altına düştüğünde direnci sıfır olan süperiletkenlerin, mikroişlemcilerde kullanılarak enerji bakımından 80 kat daha fazla verim elde edilebileceğini biliyor muydunuz? Yeni geliştirilen bu teknolojinin detayları hakkında bilgi sahibi olabilmek için birlikte yazımızı okuyalım.

A- A+

25.01.2021 tarihli yazı 5745 kez okunmuştur.

İşlemci Mikroişlemci Süperiletken Maglev Veri Merkezi AQFP

Günümüzde insan vücudunun kesitsel görüntülerini oluşturan MR cihazlarında ve saatte 550 km hıza ulaşabilen Maglev trenlerinde kullanılan süperiletkenlik, sıcaklık belirli bir değerin altına düştüğünde bir malzemenin direncinin tamamen sıfır olmasına verilen isimdir. Bu durumun sebebi sıcaklık belirli bir değerin altına düştüğünde elektronların ‘Cooper Çiftleri’ halinde hareket etmesi ve atomlara çarpmayarak enerjilerini ısıya çevirme yeteneklerini kaybetmesidir.

Süperiletkenlik sağlayabilen malzemeler, bu özelliklerini gösterdikleri sıcaklığa sıvı azot kullanılarak getirilirler ve bir elektrik akımı süperiletken içerisinde hiçbir kaynaktan güç almadan akmaya devam edebilir. Ancak süperiletkenlerin özelliklerini gösterebildiği sıcaklıklar olan mutlak sıfır (-273 °C) ve -196 °C’ye ulaşılması kolay olmadığı için süperiletkenlerin kullanım alanları sınırlı olabilmektedir.

►İlginizi çekebilir: Mikroişlemci Nedir ve Nasıl Çalışır?

Japonya’da bulunan Yokohama Ulusal Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, süperiletkenlerin bu sınırlı alanını gözle görülür bir şekilde genişlettiler. Süper iletkenleri kullanarak bugün mevcut olan en gelişmiş mikro işlemcilerden 80 kat daha verimli bir mikroişlemci geliştirdiler.

Bilgi işlem gücüne duyulan ihtiyaç sürekli artış gösterirken, bu amaçlar doğrultusunda tüketilebilecek enerji miktarı oldukça sınırlıdır. Artan bilgisayar altyapısındaki enerji talepleri, temel bir sorun olarak ortaya çıkarmaktadır. Örnek vermek gerekirse bazı modern veri merkezleri, bilgisayarlarına yeterli soğutma sağlayabilmek için suya yakın bir coğrafyada bulunur. Ancak bu durum bilgi işlem altyapısının sağlanmasını ve işletilmesini sınırlar. Bilgi işlem alanındaki enerji talebini azaltmak, bu sorunu çözmenin en hızlı yoludur ve yeni mikroişlemci tam da bunu yapmaktadır.

►İlginizi çekebilir: Tier Standartı Nedir? Tier Standartlarının Farkları Nelerdir?

Çalışma incelendiğinde; dijital elektronik yapı için süperiletkenleri kullanması ekibin mikroişlemcileri optimize etmesine izin veriyor. Ekibin kullandığı işleme adiyabatik kuantum akışı parametronu (adiabatic quantum-flux-parametron) ya da AQFP denilir. Bu işlem düşük güç tüketimli ve yüksek performanslı mikroişlemciler için önemli bir adımdır.

Geleneksel olarak süperiletkenler verimli bir şekilde çalışmak için çok fazla soğutma gerektirir. Bu, süperiletkenleri güç ihtiyaçları dikkate alınınca etkili mikroişlemci tasarımlarında kullanmak için yetersiz kılmaktadır. Ancak ekip, AQFP cihazında süperiletkenler için gereken enerjiyi hesaba kattıktan sonra bile, süper iletken tabanlı mikroişlemciler enerji bakımından hala 80 kat daha verimli olmaktadır.

Araştırmada ispat edilen bu ilk kanıttan sonra, ölçeklenebilirliğe odaklanarak cihazda iyileştirmeler yapılmaya ve daha geniş kullanım alanlarına ulaşmaya çalışılmaktadır.