ВАЖНЫЕ НОВОСТИ
Ростех построил и оснастил областной родильный дом в Магадане: доля отечественного оборудования превысила 82%

Госкорпорация Ростех завершила строительство и оснащение областного родильного дома в Магадане. Новый центр площадью более 20 тыс. кв. метров на 80 стационарных мест объединит основные службы родовспоможения региона, ранее располагавшиеся в разных точках города. Теперь женщины смогут получать всю необходимую помощь во время беременности и родов в одном месте, а врачи — оперативнее действоват...

Сегодня завершается приём заявок на гранты для особо значимых проектов

Успейте подать заявку на гранты РФРИТ для особо значимых проектов (ОЗП) до 19:00 по мск сегодняшнего дня. Участвовать в отборе могут заказчики, которые дорабатывают и внедряют отечественные ИТ-решения для замещения зарубежного прoграммного oбеспечения. Отбор проходит по обновлённым правилам, утверждённым Правительством. Они предусматривают разные условия финансирования в зависимости от категори...

Росатом выступит партнёром московского – инвестиционного форума

С 20 по 25 октября 2026 года в рамках месяца московской промышленности состоится II Московский Инвестиционно-промышленный форум (МИПФ). Партнером мероприятия в блоке аддитивных технологий выступит бизнес-направление «Аддитивные технологии» Топливного дивизиона «Росатома». Организатор – Правительство Москвы, Департамент инвестиционной и промышленной политики города Москвы и АНО «Моспром». Стр...

ФТС: внешнеторговый оборот России вырос на 13,8% за 8 месяцев 2026 года

Внешнеторговый оборот Российской Федерации в январе–августе 2026 года достиг $505,5 млрд. По сравнению с аналогичным периодом 2025 года показатель вырос на 13,8%. Такие данные приводит ФТС России. Экспорт за отчетный период увеличился на 13,8% — до $304,2 млрд. Импорт показал рост на 13,1% — до $201,3 млрд. Основу российского экспорта в январе–августе 2026 года традиц...

Мишустин и Пучков обсудили переход ОСК на серийные платформы и цифровое производство

В стенах Дома Правительства состоялся рабочий диалог Председателя Правительства РФ Михаила Мишустина с генеральным директором Объединенной судостроительной корпорации Андреем Пучковым. Центральными темами разговора стали итоги деятельности ОСК, внедрение унифицированных платформенных решений и цифровая модернизация отрасли. Премьер-министр акцентировал стратегическую роль корпорации, отметив, ч...

Алиханов за рулём самого мощного трактора Ростсельмаш

Министр промышленности и торговли РФ Антон Алиханов в рамках рабочего визита на выставку «Агросалон-2026» посетил стенд компании Ростсельмаш. Глава Минпромторга поднялся в кабину самого мощного трактора предприятия — модели 3580. В ходе осмотра стенда вместе с генеральным директором Ростсельмаш Александром Виноградовым и президентом ассоциации «Росспецмаш» Константином Бабкиным речь шла о...

4 Апреля 2014

Российская микросхема может уменьшить энергопотребление суперкомпьютеров в миллион раз

Российская микросхема может уменьшить энергопотребление суперкомпьютеров в миллион раз

Учёные НИИЯФ и физического факультета МГУ разработали для логических элементов суперкомпьютера новую сверхпроводниковую микросхему биСКВИД, которая позволит уменьшить энергопотребление суперкомпьютеров.
Высокое энергопотребление современных суперкомпьютеров – сложная проблема, стоящая на пути их дальнейшего развития. Ведь это не только затраты энергии, которые нужно компенсировать, это еще и выделение огромного количества тепла, что требует сильного охлаждения компьютеров до рабочих температур.
О количестве выделяемого тепла говорит забавный факт, что за 11 минут можно пожарить яйцо на работающем процессоре Athlon XP1500+ обычного персонального компьютера. Уже сейчас в среднем каждый из суперкомпьютеров топ-500 потребляет около 0,5 МВт, что сопоставимо с потреблением небольшого микрорайона. Если дальнейшее увеличение производительности пойдет такими же темпами, как сегодня, то для работы одного суперкомпьютера следующего поколения потребуется порядка 500 МВт. Это мощность целого энергоблока ВВЭР-440 на Нововоронежской или Кольской АЭС.
Частично проблему может решить переход на сверхпроводящие элементы, потребляющие энергии на 3-4 порядка меньше, что и пытаются сделать уже полвека. Но традиционные технологии, основанные на использовании джозефсоновского эффекта (протекание сверхпроводящего тока сквозь тонкий слой несверхпроводящего материала, соединяющий два сверхпроводника), не позволяют создать миниатюрные и быстрые устройства.
Недавно специалисты НИИЯФ МГУ и Института физики твердого тела РАН разработали новый базовый элемент ячейки памяти суперкомпьютера – так называемый джозефсоновский контакт с ферромагнитным материалом (SIsFS контакт), в котором между сверхпроводящими электродами S размещены тонкие слои изолирующего I, сверхпроводящего s и ферромагнитного F материалов. При этом им удалось решить важную проблему несовместимости сверхпроводимости и ферромагнетизма. Дело в том, что ферромагнетики усиливают магнитное поле, а сверхпроводимость разрушается даже в относительно слабом магнитном поле. Это изобретение позволяет рассчитывать на создание компактной и быстрой сверхпроводниковой памяти, отсутствие которой служит серьезным препятствием для практического применения существующей цифровой сверхпроводниковой технологии.
Однако энергопотребление зависит не только от материалов, используемых для создания микросхем, а от целого ряда факторов, включая принципы реализации логических операций. Традиционный процесс вычислений необратим, поскольку после срабатывания электронных схем мы по результату на выходе уже не можем восстановить, что было на входе. Грубо говоря, транзистор имеет два входа и один выход и, имея информацию о токе на выходе, нельзя сказать, какой был ток на каждом входе, что и означает потерю информации. Это соответствует увеличению энтропии системы, потере энергии и увеличению температуры вычислительной машины, что было показано в 1961-м году в работе Рольфа Ландауэра. Проще говоря, мы затрачиваем энергию на стирание каждого бита информации в компьютере. Предел этих затрат W=k•T•ln 2 ? 10-21 Дж (k — постоянная Больцмана, Т — абсолютная температура) и нашел Ландауэр на основании второго закона термодинамики.
Естественным выходом из сложившейся ситуации может стать использование обратимых логических операций, которые проходят без потери информации. Это по сути означает точное отслеживание энергии, которая участвует в выполнении вычислительных операций, и создание устройств компьютера таким образом, чтобы большая часть этой энергии могла использоваться повторно для последующих операций, вместо того чтобы рассеиваться в виде тепла.
Недавно учёные США и Японии экспериментально показали, что энергопотребление сверхпроводниковых обратимых схем может быть более чем на 6 порядков ниже энергопотребления существующих полупроводниковых аналогов и даже ниже предела Ландауэра, в то время как энергопотребление схем существующей цифровой сверхпроводниковой электроники ниже только на 3 порядка.
Чтобы добиться радикального уменьшения энергопотребления, на этот раз учёные НИИЯФ, физического факультета МГУ и Института физики микроструктур РАН предложили новую сверхпроводниковую обратимую схему для логических элементов суперкомпьютера. В её состав входят три джозефсоновских контакта, один из которых тот самый ранее предложенный контакт с ферромагнетиком (SIsFS).
Ее наименование «биСКВИД» произошло от аббревиатуры «СКВИД» – сверхпроводящее квантовое интерференционное устройство (по-английски SQUID - Superconducting Quantum Interference Device), обладающее уникальной чувствительностью к магнитному полю. Приставка «би» отражает объединение функций двух СКВИДов в одной схеме.
«Сам биСКВИД был предложен нами ранее совместно с профессором физического факультета Виктором Корневым и использовался в устройствах аналоговой сверхпроводниковой электроники. Новость в том, что в нём сейчас используется джозефсоновский контакт с ферромагнетиком, и схема применяется для обратимых вычислений», - пояснил старший научный сотрудник НИИЯФ МГУ Игорь Соловьев.
Возможно, что именно это изобретение позволит уменьшить энергопотребление суперкомпьютеров на упомянутые выше 6 порядков.


Кол-во просмотров: 17814
Яндекс.Метрика