imec推出超导处理器，基于现有的CMOS制造工具

近日，IEEE Spectrum刊文指出，比利时imec微电子研究所在现有的CMOS制造工具基础上，成功研发出超导处理器。该超导处理器主要借助“约瑟夫森节”的独特构造来构建基本逻辑单元及SRAM缓存模块。

该超导处理器能通过操控约瑟夫森节生成的电压脉冲实现逻辑运算及存储功能，并且能够显著提升能源效益。相比于传统处理器，大量的热量往往源于逻辑单元及存储器间的信息传递，但imec的新式处理器使用超导材料替代电线进行互连，因此能大大降低通信过程中的能耗损耗。

尽管imac的超导处理器需在4K（开尔文）的高温环境中运行，但其强大的冷却系统使得其能在AI算力需求达到10+Petaflops的情况下，仍能保持高效性能。

随着算力规模的扩大，超导处理器的高能效优势将愈发明显。据报道预测，当AI算力达到5Exaflops级别时，基于超导处理器的系统将仅消耗传统系统不到1%的电力。

在片外内存方面，虽然imec的超导处理器系统仍然采用传统的硅基DRAM，但已将其冷却至77K以提高能效。超导处理器芯片与DRAM间通过特制玻璃桥连接，DRAM则通过定制连接器接入外部室温环境。

由于超导处理器易于堆叠，imec预计首代产品将包含100块计算板。该超导计算集群的体积仅为20*20*12cm，与鞋盒大小相近，但却具备20 Exaflops BF16算力，且功耗仅为500kW。

超导处理器集群有望推动小型化AI数据中心的发展，简化AI算力的部署流程，并方便与基于超导技术的量子计算机进行无缝集成。