Untuk mengatasi keperluan kekuatan komputer yang semakin meningkat, para penyelidik dari Universiti Nasional Yokohama, Jepun telah berjaya mengembangkan mikropemproses prototaip AQFP 4-bit bernama MANA (Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture). Mikroprosesor baru ini dikembangkan menggunakan superkonduktor yang sekitar 80 kali lebih cekap tenaga daripada yang terdapat dalam mikropemproses sistem pengkomputeran berprestasi tinggi yang ada.
Pemproses baru dibuat menggunakan niobium / aluminium Josephson Junctions dan beroperasi pada 4.2K. Ia menggunakan struktur elektronik digital superkonduktor cekap tenaga, yang disebut adiabatik quantum-flux-parametron (AQFP), sebagai blok bangunan untuk mikropemproses bertenaga ultra rendah, berprestasi tinggi, dan perkakasan pengkomputeran lain untuk pusat data generasi seterusnya dan rangkaian komunikasi.
Seperti yang diajukan oleh profesor bersekutu di Universiti Nasional Yokohama dan pengarang utama kajian ini, Christopher Ayala, “Infrastruktur komunikasi digital yang menyokong Zaman Maklumat yang kita jalani sekarang ini menggunakan sekitar 10% elektrik global. Kajian menunjukkan bahawa dalam senario terburuk jika tidak ada perubahan mendasar dalam teknologi asas infrastruktur komunikasi kita seperti perkakasan pengkomputeran di pusat data besar atau elektronik yang mendorong rangkaian komunikasi, kita mungkin melihat penggunaan elektriknya meningkat 50% elektrik global menjelang 2030. "
AQFP mampu dari semua aspek iaitu pengkomputeran. pemprosesan data dan penyimpanan data. Selain itu, bahagian pemprosesan data mikropemproses dapat beroperasi hingga frekuensi jam 2.5 GHz yang sangat sesuai untuk teknologi pengkomputeran masa kini. Selain itu, ini boleh meningkat hingga 5-10 GHz dengan peningkatan selanjutnya dalam metodologi reka bentuk dan penyediaan eksperimen oleh pasukan.
Sebagai alat elektronik superkonduktor, AQFP memerlukan kekuatan tambahan untuk menyejukkan kerepek dari suhu bilik hingga 4.2 Kelvin untuk membolehkan AQFP memasuki keadaan superkonduktor. Walaupun terlalu sejuk, AQFP masih sekitar 80 kali lebih cekap tenaga jika dibandingkan dengan peranti elektronik semikonduktor canggih yang terdapat dalam cip komputer berprestasi tinggi yang ada sekarang.
Pasukan ini merancang untuk membuat penambahbaikan dalam teknologi termasuk pengembangan peranti AQFP yang lebih padat, meningkatkan kelajuan operasi, dan meningkatkan kecekapan tenaga lebih jauh lagi melalui pengiraan yang boleh diterbalikkan. Juga, ada rancangan untuk meningkatkan pendekatan reka bentuk agar sesuai dengan sebanyak mungkin perangkat dalam satu cip dan mengoperasikan semuanya dengan pasti pada frekuensi jam tinggi. Selain itu, pasukan akan mengkaji bagaimana AQFP dapat membantu dalam aplikasi pengkomputeran lain seperti perkakasan pengkomputeran neuromorfik untuk kecerdasan buatan dan juga aplikasi pengkomputeran kuantum.
Kajian ini diterbitkan dalam IEEE Journal of Solid-State Circuits di mana anda boleh mendapatkan lebih banyak maklumat mengenai mikropemproses AQFP MANA.