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[Tech Trend] 日서, 미세 에너지로 작동하는 초전도 마이크로프로세서 개발
[Tech Trend] 日서, 미세 에너지로 작동하는 초전도 마이크로프로세서 개발
  • 이성인 기자
  • 승인 2021.01.15 15:27
  • 댓글 0
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요코하마국립대학 연구팀…기존 CPU의 80배 효율

컴퓨터 성능은 매년 향상되고 있다. 동시에 소비 전력도 증가하는 추세다. 전 세계 데이터센터의 소비 전력만도 2020년에는 세계 소비 전력의 2%에 달하고, 2030년에는 8%로 증가할 것으로 예측되고 있다. 때문에 컴퓨터의 핵심인 마이크로프로세서의 절전은 불가피한 과제다.

이런 가운데, 일본의 연구팀이 기존 CPU에 비해 80분 1에 불과한 미세한 에너지로 작동하는 초전도 마이크로프로세서를 개발해 주목을 끈다.

사진=요코하마국립대학교
사진=요코하마국립대학교

IT 전문매체 기가진의 보도에 따르면, 일본 요코하마국립대학의 연구팀은 특정 금속을 매우 낮은 온도까지 냉각하면 저항이 제로 상태로 떨어지는 ‘초전도 현상’에 착안해, 미세한 에너지로 작동할 수 있는 하드웨어 장치 ‘AQFP(adiabatic quantum-flux-parametrons)’ 회로를 이용해 초전도 마이크로프로세서의 설계에 착수했다. 그 결과, AQFP 회로를 1만개 이상 탑재한 초전도 마이크로프로세서 ‘MANA(Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture)’를 개발하는데 성공했다.

MANA는 초전도체를 이용해 설계되기 때문에 4.2켈빈(K, 영하 약 269도)까지 냉각하지 않으면 작동하지 않는다. 연구팀은 맞춤형 케이블 끝에 MANA를 설치하고, 액체헬륨 용기와 연결해 MANA를 작동시켰다.

이번 연구팀의 일원인 요코하마국립대학 첨단과학고등연구원의 크리스토퍼 아얀(Christopher Ayala) 교수는 “MANA를 작동시키기 위해는 영하 약 269도의 매우 낮은 온도를 유지해야하지만, 냉각에 필요한 에너지를 계산에 포함시켜도 현재 유통되고 있는 7나노미터 프로세서에 비해 80배나 되는 에너지효율로 작동한다”고 말한다.

그는 그러나 “MANA에는 레이턴시(지연) 향상 등의 개선해야 할 부분이 남아 있어, 연구는 계속될 것이다”고 덧붙였다.

한편, 미국 전기전자학회(IEEE) 학회지 ‘IEEE Spectrum’은 이번에 개발된 MANA가 액체 헬륨에 의한 냉각 시스템을 갖춰야 하기 때문에 데이터센터나 슈퍼컴퓨터와 같은 대규모 컴퓨팅 환경에 적합하다고 지적했다.


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