IT之家 5 月 27 日消息，據(jù)外媒 IEEE Spectrum 近日?qǐng)?bào)道，比利時(shí) imec 微電子研究所成功開發(fā)出了基于現(xiàn)有 CMOS 制造工具的超導(dǎo)處理器。
該超導(dǎo)處理器的基本邏輯單元和 SRAM 緩存單元均基于一種名為“約瑟夫森結(jié)（Josephson junction）”的特殊結(jié)構(gòu)。
imec 的超導(dǎo)處理器通過操縱約瑟夫森結(jié)產(chǎn)生的電壓脈沖實(shí)現(xiàn)邏輯和存儲(chǔ)操作，相較傳統(tǒng)處理器擁有能效優(yōu)勢。
此外，傳統(tǒng)處理器的大部分發(fā)熱來自邏輯單元同存儲(chǔ)器或其他邏輯單元之間的信息傳遞，但 imec 的新型處理器采用超導(dǎo)材料進(jìn)行互聯(lián)，電線電阻為 0，極大程度降低了通信過程中的能量損耗。
imec 的超導(dǎo)處理器需要在 4K（開爾文）的溫度下才能工作而不至于整體失超，這意味著其需要強(qiáng)大的冷卻系統(tǒng)。
但即使如此，在對(duì) AI 算力的需求達(dá)到 10+ Petaflops 量級(jí)時(shí)，基于超導(dǎo)處理器的系統(tǒng)也將比基于英偉達(dá) H200 的傳統(tǒng)系統(tǒng)更為節(jié)能。
超導(dǎo)處理器的高能效優(yōu)勢將隨著算力規(guī)模的提升進(jìn)一步顯現(xiàn)。根據(jù)報(bào)道中的估算，到 5 Exaflops AI 算力級(jí)別，基于超導(dǎo)處理器的系統(tǒng)將僅消耗傳統(tǒng)系統(tǒng)不到 1% 的電力。
而在片外內(nèi)存部分，imec 的超導(dǎo)處理器系統(tǒng)仍采用的是傳統(tǒng)硅基 DRAM，不過也冷卻到了 77K 以提升能效。超導(dǎo)處理器芯片與 DRAM 間采用特制玻璃橋連接，DRAM 通過定制連接器通往外部室溫環(huán)境。
基于超導(dǎo)處理器的計(jì)算板便于堆疊，imec 預(yù)估首代產(chǎn)品將包括 100 塊計(jì)算板。這個(gè)超導(dǎo)計(jì)算集群的三維僅有 20*20*12cm，與一個(gè)鞋盒大致相當(dāng)，但卻能提供 20 Exaflops BF16 算力，同時(shí)功耗僅為 500kW。
超導(dǎo)處理器集群將使更為袖珍的 AI 數(shù)據(jù)中心成為可能，簡化將 AI 算力部署到離算力需求更近位置的流程，同時(shí)也方便與同樣建立在超導(dǎo)技術(shù)上的量子計(jì)算機(jī)無縫集成。
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