Prevratná technológia MANA: Nový prototyp je až 80-krát efektívnejší ako klasické polovodičové procesory
Skupine japonských vedcov z Jokohamskej národnej univerzity sa podarilo vytvoriť prototyp mikroprocesora, ktorý pri svojom chode spotrebuje až 80-krát menej energie ako tie najmodernejšie procesory využívajúce polovodičové komponenty (tranzistory). Hneď na úvod však treba podotknúť, že nejde o „hocijaký“ prototyp procesoru, ale o prvý adiabatický supravodivý mikroprocesor na svete, o téme informoval napríklad portál TechRadar.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okne
Prevratná štruktúra mikroprocesoru MANA
Ako už zo samotného názvu vyplýva, mikroprocesor využíva makroskopický kvantový jav nazývaný supravodivosť. Supravodivosť je jav, kedy látka nekladie takmer žiadny (nemerateľne malý) odpor prechodu elektrického prúdu. Supravodivé materiály teda umožňujú bezstratový prenos elektrickej energie.

Supravodivý stav látok sa vyskytuje len v určitom rozsahu teplôt, ktoré zhora ohraničuje tzv. kritická teplota supravodiča. V prípade, že dokážeme daný materiál schladiť pod túto hodnotu (nie je to materiálová konštanta, závisí to vždy od rôznych činiteľov), začne materiál vykazovať supravodivé vlastnosti.
Supravodivé materiály alebo supravodivé procesory samé o sebe nie sú novinkou. Tento však na rozdiel od iných experimentálnych procesorov využíva extrémne energeticky efektívnu supravodivú elektronickú štruktúru nazývanú AQFP (Adiabatic Quantum-Flux-Parametron). Tá sa sama o sebe zakladá na tzv. Josephsonových kontaktoch (Josephson Junction), ktoré využívajú jav nazývaných Josephsonov efekt. Všetky podrobné informácie o mikroprocesore boli zverejnené prostredníctvom žurnálu IEEE Journal of Solid-State Circuits.
Celkovo sa nový 4-bitový prototyp mikroprocesora s názvom MANA (Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture) skladá z až 20 000 Josephsonových kontaktov, čo je približne 10 000 štruktúr AQFP
Ako to celé funguje?
Josephsonov efekt je špeciálny prípad tunelového javu, kedy častica porušuje princíp klasickej fyziky tým, že prechádza potenciálovou bariérou, ktorá je vyššia ako energia častice. Inými slovami Josephsonov efekt umožňuje vznik elektrického prúdu medzi dvomi supravodičmi oddelenými tenkou vrstvou izolantu.
V praxi sa v Josephsonových kontaktoch ako supravodič využíva najčastejšie niób, preto nie je žiadnym prekvapením, že aj v tomto prípade sú kontakty tvorené práve týmto materiálom, upozornil EENewsEurope.
(Poznámka redakcie: presnejšie sa uvádza zloženie „Nb/AlOx/Nb“, Josephsonové kontakty sú teda zrejme zložené zo supravodivého nióbu, medzi ktorým sa nachádza oxid hlinitý?)
Ako však už iste tušíš, využitie Josephsonových kontaktov je obmedzené potrebou supravodivého materiálu. Keďže však žiadny známy (možno predsa len nejaký) materiál nie je supravodivý pri izbovej teplote, väčšinou musia byť zariadenia využívajúce tieto kontakty, respektíve supravodivé materiály chladené kvapalným héliom až na teplotu -268,95 stupňov Celzia, čo nie je zrovna lacná záležitosť, upozorňuje portál IEEESpectrum.
Napriek svojej zložitosti a teplotným obmedzeniam mikroprocesor MANA vykazuje až 80-krát väčšiu energetickú účinnosť (to aj po započítaní energie vynaloženej na jeho chladenie) ako tie najmodernejšie polovodičové procesory vyrobené 7 nm procesom.

Dôležité tu je znovu pripomenúť, že celá štruktúra je adiabatická, čo znamená, že mikroprocesor pri svojej činnosti nevyžaruje do okolia (takmer) žiadne teplo, teda nedochádza ani k žiadnej strate energie.
Samotný mikroprocesor MANA v súčasnosti dosahuje taktovaciu frekvenciu 2,5 GHz. Očakáva sa však, že ďalšie vylepšenia povedú k zvýšeniu frekvencie na 5 až 10 GHz. Hoci MANA svoje využitie neuplatní v domácnostiach v bežných stolových počítačoch, mohla by výrazne pomôcť so spotrebou energie/výkonom vo veľkých dátových centrách. Tie podľa dostupných informácií spotrebovávajú až 2 % všetkej vyrobenej energie na svete, pričom do roku 2030 má táto hodnota vzrásť až na 8 %.
Hlavný autor štúdie Christopher Ayala dokonca uvádza, že celá digitálno-komunikačná infraštruktúra v súčasnosti využíva približne 10 % všetkej elektriny a do roku 2030 to už bude závratných 50 %.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Prvý mimozemský život môže byť za rohom. Jej objav však spustí veľký konflikt, tvrdia experti

Vedci našli kvantový stav, ktorý klasické modely nevedeli predpovedať. Výsledok je ohromujúci
Ľudstvo vytvorilo najväčšiu mapu vesmíru v histórii. Má 5,6 bilióna pixelov a 4 miliardy objektov

Atóm nechali padať a zároveň stáť na mieste. Výsledok potvrdil takmer 100-ročnú Einsteinovu teóriu

Vedci zbúrali 145 rokov starý predpoklad fyziky. Slávny jav funguje aj tam, kde nemal
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Nadúvanie, únava a zlá nálada: Profesor radí: Stačí zmeniť jednu vec v jedálničku

Slováci ho užívajú na lepší spánok: Známy doplnok vedci spojili s rizikom srdcového zlyhania

Slováci si za lacné balíky z Číny opäť priplatia. EÚ zavedie od novembra nový poplatok

Slovensko čaká teplotný skok o viac než 20 °C. O pár dní nato nastúpi jeseň

Najlepšie a najhoršie obce na život na Slovensku. Štátny rebríček 2026 ukázal veľké rozdiely
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Nová česká komédia valcuje internet. Už mesiac ju ľudia nevedia prestať sledovať
- Slovensko našlo spojenca pre nový jadrový reaktor. S rovnakou technológiou je roky pred nami
- Európa získala kľúčovú schopnosť pre stíhačky F-35. Vo Fínsku postavili najvýkonnejší motor F135
- Svätý grál elektromobilov ide do výroby. Prelomová batéria má 381 Wh/kg, stojí za ňou Mercedes
- Volkswagen našiel páku na čínske autá. Elektrické SUV s dojazdom 660 km predáva za 18 600 eur
-
- Rusi našli spôsob, ako ovládať drony hlboko nad Ukrajinou. Využili čínske rádia
- Netflix a ďalší ukážu skvelé veci. TOP 11 nových filmov a seriálov v septembri
- Európa získala kľúčovú schopnosť pre stíhačky F-35. Vo Fínsku postavili najvýkonnejší motor F135
- Číňania posúvajú hranice elektrických SUV. Nové auto má batériu väčšiu než dva malé EV dokopy
- 2,6 kilometra pod zemou vzniká baňa novej generácie. Diesel v nej nahradilo 66 elektrických strojov
-
- Zajtra na Slovensku končí veľký operátor. Pobočky už zatvoril, náhrada prinesie viaceré výhody
- Na Slovensko dorazila nová streamovacia služba. Je úplne zadarmo, ponúka filmy aj šport
- Veľkolepé sci-fi 2026 dorazilo online. S dabingom aj v špeciálnej verzii
- Akčný hit valcuje kiná a prepisuje históriu. Online tak skoro nebude
- Medzihviezdny pohon má problém. Pri 75 % rýchlosti svetla sa začína správať čudne
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Nadúvanie, únava a zlá nálada: Profesor radí: Stačí zmeniť jednu vec v jedálničku

Slováci ho užívajú na lepší spánok: Známy doplnok vedci spojili s rizikom srdcového zlyhania

Slováci si za lacné balíky z Číny opäť priplatia. EÚ zavedie od novembra nový poplatok

Slovensko čaká teplotný skok o viac než 20 °C. O pár dní nato nastúpi jeseň

