Süperiletkenler ile Yüksek Verimli Mikroişlemci Geliştirildi
Sıcaklık belirli bir değerin altına düştüğünde direnci sıfır olan süperiletkenlerin, mikroişlemcilerde kullanılarak enerji bakımından 80 kat daha fazla verim elde edilebileceğini biliyor muydunuz? Yeni geliştirilen bu teknolojinin detayları hakkında bilgi sahibi olabilmek için birlikte yazımızı okuyalım.
25.01.2021 tarihli yazı 5789 kez okunmuştur.
Günümüzde insan vücudunun kesitsel görüntülerini oluşturan MR cihazlarında ve saatte 550 km hıza ulaşabilen Maglev trenlerinde kullanılan süperiletkenlik, sıcaklık belirli bir değerin altına düştüğünde bir malzemenin direncinin tamamen sıfır olmasına verilen isimdir. Bu durumun sebebi sıcaklık belirli bir değerin altına düştüğünde elektronların ‘Cooper Çiftleri’ halinde hareket etmesi ve atomlara çarpmayarak enerjilerini ısıya çevirme yeteneklerini kaybetmesidir.
Süperiletkenlik sağlayabilen malzemeler, bu özelliklerini gösterdikleri sıcaklığa sıvı azot kullanılarak getirilirler ve bir elektrik akımı süperiletken içerisinde hiçbir kaynaktan güç almadan akmaya devam edebilir. Ancak süperiletkenlerin özelliklerini gösterebildiği sıcaklıklar olan mutlak sıfır (-273 °C) ve -196 °C’ye ulaşılması kolay olmadığı için süperiletkenlerin kullanım alanları sınırlı olabilmektedir.
Japonya’da bulunan Yokohama Ulusal Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, süperiletkenlerin bu sınırlı alanını gözle görülür bir şekilde genişlettiler. Süper iletkenleri kullanarak bugün mevcut olan en gelişmiş mikro işlemcilerden 80 kat daha verimli bir mikroişlemci geliştirdiler.
Süperiletkenlik sağlayabilen malzemeler, bu özelliklerini gösterdikleri sıcaklığa sıvı azot kullanılarak getirilirler ve bir elektrik akımı süperiletken içerisinde hiçbir kaynaktan güç almadan akmaya devam edebilir. Ancak süperiletkenlerin özelliklerini gösterebildiği sıcaklıklar olan mutlak sıfır (-273 °C) ve -196 °C’ye ulaşılması kolay olmadığı için süperiletkenlerin kullanım alanları sınırlı olabilmektedir.
►İlginizi çekebilir: Mikroişlemci Nedir ve Nasıl Çalışır?
Japonya’da bulunan Yokohama Ulusal Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, süperiletkenlerin bu sınırlı alanını gözle görülür bir şekilde genişlettiler. Süper iletkenleri kullanarak bugün mevcut olan en gelişmiş mikro işlemcilerden 80 kat daha verimli bir mikroişlemci geliştirdiler.
Bilgi işlem gücüne duyulan ihtiyaç sürekli artış gösterirken, bu amaçlar doğrultusunda tüketilebilecek enerji miktarı oldukça sınırlıdır. Artan bilgisayar altyapısındaki enerji talepleri, temel bir sorun olarak ortaya çıkarmaktadır. Örnek vermek gerekirse bazı modern veri merkezleri, bilgisayarlarına yeterli soğutma sağlayabilmek için suya yakın bir coğrafyada bulunur. Ancak bu durum bilgi işlem altyapısının sağlanmasını ve işletilmesini sınırlar. Bilgi işlem alanındaki enerji talebini azaltmak, bu sorunu çözmenin en hızlı yoludur ve yeni mikroişlemci tam da bunu yapmaktadır.
►İlginizi çekebilir: Tier Standartı Nedir? Tier Standartlarının Farkları Nelerdir?
Çalışma incelendiğinde; dijital elektronik yapı için süperiletkenleri kullanması ekibin mikroişlemcileri optimize etmesine izin veriyor. Ekibin kullandığı işleme adiyabatik kuantum akışı parametronu (adiabatic quantum-flux-parametron) ya da AQFP denilir. Bu işlem düşük güç tüketimli ve yüksek performanslı mikroişlemciler için önemli bir adımdır.
Geleneksel olarak süperiletkenler verimli bir şekilde çalışmak için çok fazla soğutma gerektirir. Bu, süperiletkenleri güç ihtiyaçları dikkate alınınca etkili mikroişlemci tasarımlarında kullanmak için yetersiz kılmaktadır. Ancak ekip, AQFP cihazında süperiletkenler için gereken enerjiyi hesaba kattıktan sonra bile, süper iletken tabanlı mikroişlemciler enerji bakımından hala 80 kat daha verimli olmaktadır.
Araştırmada ispat edilen bu ilk kanıttan sonra, ölçeklenebilirliğe odaklanarak cihazda iyileştirmeler yapılmaya ve daha geniş kullanım alanlarına ulaşmaya çalışılmaktadır.
Kaynak:
►interestingengineering
►ieeexplore
YORUMLAR
ANKET
- Dünyanın En Görkemli 10 Güneş Tarlası
- Dünyanın En Büyük 10 Makinesi
- 2020’nin En İyi 10 Kişisel Robotu
- Programlamaya Erken Yaşta Başlayan 7 Ünlü Bilgisayar Programcısı
- Üretimin Geleceğinde Etkili Olacak 10 Beceri
- Olağan Üstü Tasarıma Sahip 5 Köprü
- Dünyanın En İyi Bilim ve Teknoloji Müzeleri
- En İyi 5 Tıbbi Robot
- Dünyanın En Zengin 10 Mühendisi
- Üretim için 6 Fabrikasyon İşlemi
- Nasıl Dönüşür I Elektrik 4.0
- Nasıl Dönüşür I Fosil Yakıt
- Nasıl Dönüşür I Kompost
- Sigma DIN Rayı Çözümleri: Ürün Portföyü, Teknik Özellikler ve Kullanım Alanları
- Denizcilik Endüstri Uygulamaları ve Servis Bakım Süreçleri
- DrivePro Yaşam Döngüsü Hizmetleri
- Batarya Testinin Temelleri
- Enerji Yönetiminde Ölçümün Rolü: Verimliliğe Giden Yol
- HVAC Sistemlerinde Kullanılan EC Fan, Sürücü ve EC+ Fan Teknolojisi
- Su İşleme, Dağıtım ve Atık Su Yönetim Tesislerinde Sürücü Kullanımı
Aktif etkinlik bulunmamaktadır.