【ハードウェア】従来のCPUと比べて80倍高効率な超電導マイクロプロセッサを日本の研究グループが開発　横国大 [すらいむ★]

**すらいむ ★** · 2021/01/15(金) 10:58:47.93

従来のCPUと比べて80倍高効率な超電導マイクロプロセッサを日本の研究グループが開発

　CPUやGPUといったマイクロプロセッサの性能は年々向上していますが、同時に消費電力も増加する傾向にあります。世界中のデータセンターが消費する電力の合計は、2020年には世界の電力の2％に達しており、2030年までに8％を占めるまで増加すると予測されているため、マイクロプロセッサの省電力化は大きな課題となっています。
　そんな中、日本の研究チームが、従来のCPUの80倍の電力効率で動作する超電導マイクロプロセッサの開発に成功しました。

　Superconducting Microprocessors? Turns Out They’re Ultra-Efficient - IEEE Spectrum
　https://spectrum.ieee.org/tech-talk/computing/hardware/new-superconductor-microprocessor-yields-a-substantial-boost-in-efficiency

　MANA: A Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture Microprocessor Using 1.4-zJ/op Unshunted Superconductor Josephson Junction Devices
　(PDFファイル)https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&;arnumber=9295318

　横浜国立大学の研究グループは、特定の金属を非常に低い温度まで冷却すると抵抗がゼロになる超伝導を利用することで、微小なエネルギーで動作可能な低消費エネルギー論理回路「断熱磁束量子パラメトロン(AQFP)回路」を用いて超電導マイクロプロセッサの設計に取り組みました。
　その結果、AQFP回路を一万基以上搭載した超電導マイクロプロセッサ「Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture(MANA)」の開発に成功したと発表しています。

（以下略、続きはソースでご確認下さい）

Gigazine 2021年01月14日 16時00分00秒
https://gigazine.net/amp/20210114-superconductor-microprocessor

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:01:12.09

MANAは超電導体を用いて設計されているため4.2K(約マイナス269℃)まで冷却しなければ動作しません。

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:01:23.54

たまには商品化までこぎつけてくれよ

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:02:37.41

大学が開発に成功した→なかなか商品にはなりません。

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:03:13.17

電力消費削減効果て－２６９度を維持する電力は計算に入ってるのかよ

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:03:17.15

特定の金属を非常に低い温度まで冷却すると抵抗がゼロになる超伝導を利用することで、

なにがしたいんだ？理科の実験？(# ﾟДﾟ)

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:05:15.36

超冷却用電力消費

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:07:58.41

宇宙に作ればいいと思う

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:10:30.34

>>5
これ･･･
とはいえ、基礎研究は何に役立つかわからんから･･･

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:11:55.46

データセンターのサーバー用にとても良いが冷やすのメチャ大変やん
残念ながら家庭用には普及できる見込みなしだな

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:13:13.50

CPUが省電力でも冷却で電力喰いなんじゃないのかな。

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:14:01.82

ケーブルの先端にチップだけ取り付けて冷やすんだから今までより簡便ってことだろ

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:16:10.00

現行CPUと比べて性能は同じで消費電力が3分の2なんて量産商品の開発はしないのかな
CPUのメーカーさんは

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:17:00.92

家庭用PCも高スペックになるが消費電力も上がってきてるから
こういうとこに技術を入れろ

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:17:23.83

この手のニュースはよく聞くがそれが実用化されたことはあるのか

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:17:53.61

ニダｗ

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:20:51.83

製品化されて、一気にシェアを拡大するまで黙っとけばいいのに
すぐ製作技術を盗まれるんじゃないか

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:25:38.15

MANAマイクロプロセッサは液体ヘリウムレベルの温度を必要とするため、
極低温冷却システムを使用できるデータセンターやスーパーコンピュータなどの
大規模なコンピューティングインフラストラクチャに適しています。
https://spectrum.ieee.org/image/Mzc1MDY3Mg.jpeg
（冷却システムの一部らしい）

・・・・・どうなんだろうねこういうの。
室温程度で使用できる超伝導素材とかいつになるの？

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:38:44.44

大規模なデータセンターとかなら節電量が冷却コストを上回るかもね
家庭用だとM1チップがすげー省電力らしいからチップセット化を進めて省電力にするのが現実的かな

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:46:36.17

外国に技術取られそう
なんなら青田買いで全部もってかれそう

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:46:53.80

>>18
超伝導はエントロピーが最小化する極低温で発現するものだから
原理的にありえないのでは？

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 11:49:13.77

>>9
まともな神経だと研究すらしようと思わないだろうから、むしろこいつら凄いわ

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 12:35:25.26

エネルギー革命と最先端医療に関するニュースは一向に実用化に至らないなｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗ

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 12:35:50.38

80倍の省電力か、80倍の速度の方がいいのに

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 12:40:20.20

冷却に消費する電力を差し引いても８０倍の省電力ってホンマ？

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 13:14:35.46

超電導のCPUは科学者の夢だからね
4.2Kなら液体ヘリウムで達成できるから難易度は高くない
是非実用化を目指して欲しい

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 13:42:00.97

>>1
いいからインテルはx86系プロセッサの脆弱性対策済みCPUを販売しろよ
過去資産との互換性をぶった切るような新開発をしようとするんじゃない
specter騒ぎを二度と起こすな

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 14:03:01.93

きちんと断熱した系なら、原理的には機器の発熱分を冷却できればいいわけだからね
仮に実用化できても小さな容積にしか適用できなさそうだけど

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 14:22:58.70

いったん超電導状態になればプロセッサの発熱はなくなるから
あと環境温度のぶんだけ冷却すればいい
プロセッサがずっと熱源である続ける従来型よりはずっと高効率だな
微細化のハードルが高そうだけど

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 14:28:20.13

確かに発熱は1%とかじゃなくて0に限りなく近づくんだっけな
超伝導はループ状態にしても年単位で損失ないから直接電池にできるくらいだし
コスト的にも釣り合うのかもしれない
発熱させて冷却するより発熱を0にする方が簡単か
だが、液体ヘリウムの供給系を99.999%の安定稼働にするのがきついのでは？

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 14:36:28.46

>>30
何もせずに一定の電流ながしてるだけならね
CPU動作させるなら何かしら電力使うだろ

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 14:45:57.91

岩谷の株買えばよいの？

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 14:53:40.94

マイナス269度は絶対温度4ケルビン。
常温摂氏20度は絶対温度293ケルビン。
その絶対温度の比は293/4＝約73倍。

さて、理想的な熱機関でもって低温側（4ケルビン）で発生する熱をくみ上げて
高温側（293ケルビン）に棄てると、その熱効率は73倍。
つまり，低温側で1ジュールの熱量が発生していたら、それを排熱すると、
高温側では73倍の熱量になってしまう。また配線などを通じて外部から
熱が入り込むのをくみ出して棄てるのもこの大きな倍率で努力が要る。
だから、魔法瓶のようなガラスの内側を銀メッキしたような多層の容器に
入れて、周囲を（比較的安価な）液体窒素で冷やし、その内側に液体ヘリウムを
入れて、。。。とするも、超伝導ではない部分の配線などから電気抵抗で熱が
出る。むしろマイクロ波で通信をした方が良いかもしれないが、銀メッキが
それを阻む。そうなると光ファイバーだが、超低温で動作するLEDとかあるの
かね？

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 14:53:52.73

なんか年々胡散臭く感じる
ムーアの法則

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:05:18.27

>>33
お前半導体が熱機関で動いてると思ってんのかよ

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:09:43.59

宇宙にデータセンター置くなら役に立つかもな

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:14:28.70

ジョセフソン素子とかあったなぁ

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:14:29.00

ジョセフソン素子とかあったなぁ

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:19:48.15

MAIAじゃ駄目なのか

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:23:50.55

クーラントに液体窒素
全部蒸発したら作業は強制終了
ってことで実用化できないか

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:26:19.45

＞超伝導を利用することで

冷却に電力使ってるからトータルで省電力になってねーんじゃねーの？

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:28:15.96

>>36
うーむ、いけそうな気がする

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:34:53.43

誇らしいニダ

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:36:51.03

>>41
超伝導を起こす為のコストと発熱冷却のコストは別物

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:41:16.15

中国人留学生「もう頂いたアル」

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:43:04.46

>>24
理論的には同電力で80倍の速度出せるだろ

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:43:38.78

>>5
元記事を読め

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:45:45.53

>>1
こういうのたまに見かける
しかしPCショップとかで流通したこと無いんですけど

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:47:41.31

？？「超電導は軍事利用に応用できる技術のためこれ以上の研究は認めません。」

**名無しのひみつ** · 2021/01/15(金) 15:49:39.63

>>40
77Kでも超電導を維持できる素材で作れたらワンチャン

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