Tietotekniikan arvioidaan kuluttavan 20 prosenttia kaikesta energiankulutuksesta Yhdysvalloissa tämän vuoden loppuun mennessä, joten ongelma vaatii uudenlaisia ratkaisuja. Ryhmä tutkijoita Japanista ja Yhdysvalloista on kehittänyt tekniikkaa, joka pienentää piirien tehonkulutusta samalle kun se kasvattaa niiden tehokkuutta.
Tutkimusryhmä käytti digitaalista logiikkaprosessia nimeltään AQFP (Adiabatic Quantum-Flux-Parametron). Logiikan ideana on, että siinä tasavirta tulisi korvata vaihtovirralla. Vaihtovirta toimii sekä kellosignaalina että teholähteenä - kun virta vaihtaa suuntaa, se ilmoittaa seuraavan vaiheen laskennalle.
Logiikka voisi tutkijoiden mukaan parantaa perinteisiä tekniikoita tällä hetkellä jo saatavilla olevilla valmistusprosesseilla. - Tähän asti ei kuitenkaan ole ollut systemaattista, automaattista synteesikehystä, jolla korkean tason logiikkakuvaukset käännetään AQFP-suunnittelujen verkkolistoiksi, toteaa Yokohaman yliopiston apulaisprofessori Olivia Chen.
Lopullisena tavoitteena tutkijoilla on täysin automaattisen suunnittelumenetelvuon kehittäminen, jotta voidaan suunnitella mahdollisimman tehokkaita AQFP-piirejä.
Tällaiset Josephson-liitokseen perustuvat suprajohdinlogiikkaperheet ovat laajalti tunnettuja alhaisesta energiahäviöistään ja erittäin nopeasta kytkentänopeudesta. Niitä on ehdotettu ja toteutettu analogisten ja digitaalisten signaalien käsittelemiseksi jo vuosikymmenien ajan.
Likharevin, O. Mukhanovin ja V. Semenovin vuonna 1985 ehdottama RSFQ-logiikka (Rapid-Single-Flux-Quantum) on johtava tekniikka useiden vaihtoehtoisten suprajohtavien elektronisten piirirakenteiden joukossa. RSFQ-pohjaiset logiikkapiirit voivat toimia satojen gigahertsien kellotaajuudella erittäin alhaisella kytkentäenergialla suprajohtavissa piireissä.
RSFQ ja sen eri variaatioiden tehonkulutukset eivät Scientific Reportsissa julkaistun tutkimuksen kirjoittajia tutkijoita kuitenkaan tyydyttäneet. Nyt tutkijat pystyivät osoittamaan, että AQFP voi vähentää energiankulutusta kaksi kertaluokkaa perinteiseen puolijohdetekniikkaan verrattuna. Näin, vaikka suprapiirien vaatima jäähdytysenergiakin otetaan huomioon.
Syntetisoitu porttitasolla liukuhihnamainen AQFP-tekniikka voi saavuttaa aina viiden gigahertsin kellotaajuudet, mikä on korkeampi kuin CMOS-piireissä ja järjestelmissä tällä hetkellä.
- Tutkijoiden nyt saamat tulokset osoittavat AQFP-tekniikan ja sovellusten potentiaalin laajamittaisissa, korkean suorituskyvyn energiatehokkaassa laskennassa, Chen kommentoi.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 3.10.2019
Business Finland on myöntänyt Jyväskylän yliopistolle merkittävän, 840 000 euron rahoituksen tutkimushankkeelle, jonka tavoitteena on tutkia generatiivisen tekoälyn (GenAI) hyödyntämistä ohjelmistokehityksen eri vaiheissa. Hanke kantaa nimeä Generative AI for the Software Development Life Cycle, ja sen kokonaisbudjetti Jyväskylän yliopiston osalta on 1,2 miljoonaa euroa, josta 30 prosenttia katetaan yliopiston omarahoituksella.
Imagination Technologies on esitellyt uuden E-Series-arkkitehtuurin, joka yhdistää grafiikka- ja tekoälylaskennan ensimmäistä kertaa samaan RISC-V-prosessoriin pohjautuvaan IP-lohkoon. Uutuus avaa tietä tehokkaammille, joustavammille ja energiaa säästäville reunalaitteille – älypuhelimista robottiautoihin.
Testaus- ja simulaatiojärjestelmistään tunnettu Keysight Technologies on julkaissut päivitetyn version System Designer for USB -työkalustaan. Uusin versio tukee nyt USB4 v2-standardia, mikä mahdollistaa uusimpien USB-teknologioiden hyödyntämisen jo suunnitteluvaiheessa.
5G RedCap -teknologia on suunniteltu kuromaan umpeen kuilua energiatehokkaiden ja erittäin nopeiden verkkojen välillä, avaten tien uuden sukupolven IoT-laitteille. Tutustu, miten tämä teknologia mullistaa 5G-ekosysteemin ja vie IoT-sovellukset täysin uudelle tasolle.
