Японцы собрали очередной прорывной процессор на сверхпроводниках

В чём преимущество таких процессоров кроме энергоэффективности? Возможно их хранить при комнатной температуре?

Возможно, исследователи создали один из самых энергоэффективных процессоров. Работа по его улучшению продолжится.

Не создали а «спионерили»:
«Быстрая одноквантовая логика основана на явлении квантизации магнитного потока в сверхпроводниках (эффект Джозефсона на ниобии)… открыта и детально разработана в начале 80-х годов советскими физиками» ©.

Достигнута работа с тактовой частотой 2,5 ГГц.

Даже повторить «не шмогли»:
«…рекордная экспериментально измеренная тактовая частота сверхпроводникового Т-тригера, разработанного в Университете штата Нью-Йорк в США, составляет 750 гигагерц при потребляемой мощности всего в 0,1 микроватта!»

В чём преимущество таких процессоров кроме энергоэффективности?

Квантовые процессоры на переходах Джозефсона ©.

Возможно их хранить при комнатной температуре?

Хранить их на складе можно :), работать — нет, они по свойствам аналогичны СКВИДам ©.

Даже повторить «не шмогли»:

Тут частота не одного триггера, а целого RISC процессора.

Тут частота не одного триггера, а целого RISC процессора.

Дык, для переходов Джозефсона, на которых сотворён процессор, это «позорная» тактовая частота, а далее её ещё делят на «клоки», «тики», и прочие циклы более медленных частей процессора…

P.S. Не удивлюсь, ежели «ардуину» окунуть в жидкий гелий, то она будет моргать светодиодом быстрее этого «японческого чуда» :)

это «позорная» тактовая частота

Я так понимаю что другие пока не сделали полноценного процессора на этом принципе, так что достижение есть.

Дык, для переходов Джозефсона, на которых сотворён процессор, это «позорная» тактовая частота

Тактовая частота давно ограничена волновыми эффектами и без уменьшения процессора да и всего компа в целом увеличена быть не может.

Тактовая частота давно ограничена волновыми эффектами и без уменьшения процессора да и всего компа в целом увеличена быть не может.

В большинстве процессоров есть иерархия тактовых частот, адаптированная к размерам и топологии функциональных блоков процессора.
Задающий Т-триггер могли бы сделать и пошустрее.

Нет. Она ограничена перегревом.

Ну и перегревом тоже.

Но пойми, что компьютер у которого в соединяющем элементы проводнике будут одновременно находится несколько отдельных значений бита это будет даже на DDR как у современного ОЗУ и не кодирование нескольких байт уровнем сигнала в современной флешпамяти, это будет вообще совершенно другая машина, причём фантастической сложности проектирования.

Как минимум планковской длиной и скоростью света максимальная частота точно ограничена.

Это очень большие ограничения. Особенно если вспомнить тот факт что и гамма волны это тоже электромагнитное излучение (а они с частотой от 6*10^19 герц).

Так реально есть транзисторы на 500+ ГГц. http://gtresearchnews.gatech.edu/newsrelease/half-terahertz.htm

причём фантастической сложности проектирования

Это вопрос автоматизации проектирования. Ну и да, 500 ГГц это не квантовые компы, а обычные. Только перегрев, да, компактный чип не собрать (а некомпактный начинает по другим причинам тормозить). Ну и квантовый ускоритель тоже со временем в компах появится, как видеокарта появилась.

Вообще-то, насколько я понял статью, речь идёт об адиабатических (обратимых) вычислениях, которые эквивалентны созданию некоторой машины, решающей проблему в некотором сложном периодическом цикле. Для таких обратимых машин не существует фундаментального предела Ландауэра (Landauer limit) по диссипации энергии при переключении одного бита, т.е. их энергоэффективность может быть произвольно высокой.

Вообще-то это большое достижение, если я прав.

Странно осознавать, что другие логические и математические подходы могут существенно влиять на теплообразование, хотя и, конечно, они определяют физическое устройство схем и их возможные состояния во время работы.

Для таких обратимых машин не существует фундаментального предела Ландауэра (Landauer limit) по диссипации энергии при переключении одного бита, т.е. их энергоэффективность может быть произвольно высокой.

Там тоже не так просто, например, квантовая природа стираемой информации может приводить к значительно большему выделению тепла, чем допускает принцип Ландауэра ©.

Странно осознавать, что другие логические и математические подходы могут существенно влиять на теплообразование

Во всём виноват квантовый демон Максвелла локально нарушающий второй закон термодинамики в системе ©.

Достаточно странно, согласен. Но подумай сам: чтобы переключить бит в устройстве какой угодно конструкции, нужно сначала «вытолкнуть» систему из минимума потенциальной энергии, где она сидела (если бы не было минимума, то состояние минимума было бы быстро разрушено тепловыми флуктуациями) и перевести его с конечной скоростью через барьер в другой минимум, где и затормозить, т.е. превратить энергию направленного движения в тепло.

Отсюда получается два простых следствия: первое, глубина минимума связана с рабочей температурой, условия, что в среднем бит сохраняет свое значения при рабочей T на некоторое среднее время удержания накладывает ограничение на минимальную глубину. Второе, условие, что переключение выполняется за конечное время накладывает минимальное ограничение на энергию переключения, которая должна превышать высоту барьера между состояниями представляющими 0 и 1. Ну и наконец, эта энергия полностью превратится в тепло, если переключение сделать необратимым. Если переключение обратимое, то мы получаем колебательный процесс, в котором в первый полупериод мы переключаем 0 в 1, а во второй — 1 в 0. Это и есть модель обратимых (адиабатических) вычислений.

прорывной

2,5 ГГц

Бгг.

Возможно, исследователи создали один из самых энергоэффективных процессоров.

Мощность потребляемую установкой по получению жидкого гелия учли? Бгг.

Не удивлюсь, ежели «ардуину» окунуть в жидкий гелий, то она будет моргать светодиодом быстрее этого «японческого чуда» :)

Не будет :( Слишком быстро - тоже не хорошо.

Мощность потребляемую установкой по получению жидкого гелия учли?

Да:

однако даже с учетом затрат энергии на охлаждение процессор все равно потреблял меньше электроэнергии чем аналогичное устройство на полупроводниках.

компьютер у которого в соединяющем элементы проводнике будут одновременно находится несколько отдельных значений бита

Скорость света 3e10см/с. Пусть длина проводника соединяющего элементы в процессоре 0.3мм, тогда такое ограничение на частоту составит порядка 10^12Гц=1ТГц. На самом деле конечно меньше, но и длины соединителей тоже меньше.

Я про затраты на сжижение газообразного гелия в жидкий. Что они подразумевают под «затрат энергии на охлаждение процессор»? Работу насосика, который гоняет жидкий гелий по трубам? Это фигня. Я хочу знать про сжижение.

Пусть длина проводника соединяющего элементы в процессоре 0.3мм

Ты берёшь лучшее значение, а если это основная шина идущая через половину кристалла, а может и весь кристалл?

Какой смысл в сверх быстром элементе, если скорость с которой ты можешь считать с него данные будет намного меньше?

если это основная шина идущая через половину кристалла, а может и весь кристалл?

Есть архитертуры/топологии без длинных шин, глянь, например, мультиклеточные процессоры ©.
Гипотетический «русско-японский квантовый гибрид, сотворённый за американские деньги на Тайване, по китайской цене» мог бы быть интересным для некоторых задач :)

Удельная теплота испарения Не2 емнип 0.08кДж/моль. Никаких сверхзатрат на снижение там нет, работа возле точки кипения выбрана скорее всего именно потому что позволяет снимать максимум тепла.

Кек. Жидкий гелий кипит при 4,2 К. Его в обычном холодильнике не охладишь. Я тут погуглил. Гелий получают из природного газа и там очень сложный процесс. И не надо говорить, что эта установки жрёт мало энергии для совершения всех этих процессов. Так что эти британские учёные сбрехали насчёт энергоэффективности.

Схема установки для добычи гелия из природного газа
Газ сжимается до 25 атмосфер и под этим давлением поступает в установку. Очистка от углекислого газа (CO2) и частичная осушка газа производятся в скрубберах, которые орошаются раствором, содержащим:

10-20% моноэтаноламина
70-80% диэтиленгликоля
5-10% воды
После скрубберов в газе остается 0,003-0,008% углекислоты CO2, а точка росы не превышает 5°С. Дальнейшая осушка осуществляется в адсорберах с силикагелем, где достигается температура точки росы -45°С.

Под давлением около 20 атмосфер чистый сухой газ поступает в предварительный теплообменник 1, где охлаждается до -28° С обратными газовыми потоками. При этом происходит конденсация тяжелых углеводородов, которые отделяются в сепараторе 2. В аммиачном холодильнике 3 газ охлаждается до -45°С, конденсат отделяется в сепараторе 4. В основном теплообменнике 5 температура газа снижается до -110°С, в результате чего конденсируется значительная часть метана. Паро-жидкостная смесь (около 20% жидкости) дросселируется до давления 12 атмосфер в первый противоточный конденсатор 6, на выходе из которого паро-газовая смесь обогащается гелием до 3%. Образовавшийся в трубках конденсат стекает в отпарную секцию, на тарелках которой из жидкости удаляется растворенный в ней гелий, присоединяющийся к паро-газовому потоку.

Жидкость дросселируется до 1,5 атмосфер в межтрубное пространство конденсатора, где служит хладагентом. Образовавшийся здесь пар выводится через теплообменники 5 и 1. Паро-газовая смесь, выходящая из конденсатора 6 и содержащая до 3% He, под давлением 12 атмосфер идет во второй противоточный конденсатор 7, состоящий из двух частей: в нижней части находится змеевиковый теплообменник, в трубках которого испаряется сдросселированная с 12 до 1,5 атмосфер кубовая жидкость, а в верхней части - прямотрубчатый теплообменник, в межтрубном пространстве которого кипит азот при температуре -203°С и давлении 0,4 атмосферы. В результате конденсации компонентов газовой смеси в нижней части аппарата 7 газ обогащается гелием до 30-50%, а в верхней части - до 90-92%.
<...>

И не надо говорить, что эта установки жрёт мало энергии для совершения всех этих процессов.

Если тепловыделение процессора крайне низкое и гелий испаряется медленно то при длительной работе отношение суммарных энергозатрат на охлаждение ЦПУ к общему времени работы действительно может оказаться очень не большим.

Вообще то я заканчивал кафедру физики низких температур и сверхпроводимости, но правда с тех работаю в другой области;-)

Закипевший гелий в атмосферу не выбрасывают, его сжижают повторно, и так много-много раз;-)

Давно есть гелиевые установки закрытого цикла. Они наверняка жрут достаточно электричества, но гелий просто так никто не выбрасывает ан атмосферу.