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Para abordar la presión sobre los recursos energéticos globales debido a las crecientes demandas computacionales (sí, IA, te estamos mirando), el instituto de investigación imec propone un cambio radical lejos de los métodos informáticos tradicionales.
La solución está detallada. Espectro IEEE Engineering Magazine, implica explotar las propiedades fundamentales de los superconductores para reducir drásticamente el consumo de energía, creando así un procesador superconductor innovador.
Esta prometedora tecnología ha estado en desarrollo durante dos años y utiliza técnicas de fabricación CMOS estándar que podrían proporcionar una potencia informática que es 100 veces más eficiente energéticamente que los mejores chips que existen hoy en día, lo que podría “conducir a una computadora adecuada” a partir de recursos informáticos en el centro.
20 exaflops
La investigación de Imec implicó diseñar un nuevo tipo de procesador desde cero, en estrecha colaboración entre ingenieros de CMOS y equipos de desarrollo completos.
Imec pasó de utilizar niobio como material superconductor a un compuesto de nitruro de niobio y titanio relacionado, ya que puede soportar las temperaturas utilizadas en la fabricación de CMOS sin perder sus capacidades superconductoras.
El chip superconductor resultante, optimizado para procesadores de IA, se asemeja a un típico sistema CMOS 3D en un chip. Sin embargo, una diferencia importante es que la mayor parte del chip debe sumergirse en helio líquido para garantizar la temperatura de funcionamiento ideal, cerca de 4 Kelvin.
En comparación con los chips CMOS tradicionales, los superconductores disipan sólo una parte de la energía en forma de calor. Esta característica permite que los chips de computación se apilen directamente uno encima del otro, lo que reduce la huella física y al mismo tiempo mantiene las ganancias de densidad resultantes de la Ley de Moore.
Imec estima que un conjunto de 100 placas superconductoras, cada una con unidades de procesamiento superconductoras (SPU), SRAM superconductora y pilas de memoria DRAM y alojadas en un entorno de refrigeración del tamaño de una caja de zapatos de 20 x 20 x 12 cm, podría realizar 20 exaflops. BF16. Formato numérico. Esto es 20 veces la potencia del superordenador más potente que existe actualmente (Frontier en el Laboratorio Nacional Oak Ridge en Tennessee) y consume un total de 500 kilovatios de energía. También proporciona hasta 100 veces más eficiencia energética.
La innovación de Imec no pretende reemplazar las tecnologías informáticas CMOS existentes, sino más bien complementarlas. Los investigadores del instituto creen que la tecnología mejorará la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, y se integrará perfectamente con las computadoras cuánticas.
La menor huella del centro de datos posible gracias a la tecnología digital superconductora permitirá que estos sistemas se coloquen más cerca de sus aplicaciones objetivo, lo que en última instancia conducirá a enormes avances en industrias como la agricultura, la atención médica y la energía.
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