Теги → криогенный

Airbus создаст водородный авиадвигатель с криогенным охлаждением и сверхпроводимостью

Всё идёт к тому, что дальнемагистральная авиация, как и всё остальное в нашем мире, должна быть полностью декарбонизирована. Единственной альтернативой этому считаются гибридные авиационные силовые установки на жидком водороде. Это крайне энергоёмкое топливо, от которого Airbus решила задействовать другое свойство — очень низкую температуру хранения. Дело в том, что низкие температуры — это сверхпроводимость, которая способна повысить эффективность работы электродвигателей.

Один из множества авиационных проектов Airbus на гибридной силовой установке. Источник изображения: Airbus

Один из множества авиационных проектов Airbus на гибридной силовой установке. Источник изображения: Airbus

Жидкий водород в качестве топлива на борту самолёта с гибридной силовой установкой должен храниться при температуре –253,15 °C. Идея инженеров Airbus заключается в том, чтобы создать контур охлаждения с прокачкой топлива (жидкого водорода) в системе охлаждения силовых электрических кабелей и блока управления питанием. По предварительным расчётам это создаст эффект сверхпроводимости в данных узлах и принесёт с собой массу полезного.

Схема использования жидкого водорода в контуре охлаждения силовой установки. Источник изображения: Airbus

Схема использования жидкого водорода в контуре охлаждения силовой установки. Источник изображения: Airbus

В частности, повышение эффективности электрической части гибридной силовой установки позволит наполовину снизить её вес без снижения мощности, наполовину снизить электрические потери в узлах и уменьшить рабочее напряжение. Для проверки концепции в течение следующих трёх лет в компании создадут экспериментальную лабораторную установку мощностью 500 кВт (670 л.с.) со всеми кабелями, контроллерами, электроникой и двигателями, которые будут криогенно охлаждаться жидким водородом, закачиваемым по контуру из топливных баков.

Кстати, примерно в этом же направлении движутся российские разработчики. Но в отличие от своих европейских коллег российские инженеры для создания эффекта сверхпроводимости в системе криогенного охлаждения авиационной силовой установки используют «балластный» охладитель, а не топливо.

В лаборатории Microsoft создали криогенный контроллер кубитов, который обещает революцию в квантовых компьютерах

Специалистами квантовой лаборатории Microsoft создан криогенный контроллер кубитов под забавным названием «Крыжовник» (Gooseberry). Вероятно, за этим стоит образ облепленного сотнями ягод куста крыжовника, ведь Gooseberry закладывает основу того, что может совершить революцию в масштабировании квантовых вычислительных систем и это «трансформирует» отрасль, как заявили авторы исследования.

Красным обведён криогенный контроллер Gooseberry, синим — тестовый кубит, фиолетовым — резонатор. Источник изображения: Microsoft

Красным обведён криогенный контроллер Gooseberry, синим — тестовый кубит, фиолетовым — резонатор. Источник изображения: Microsoft

В лаборатории Microsoft с участием специалистов из Сиднейского университета впервые создали чип из 100 тыс. транзисторов на смешанной цифровой и аналоговой базе, который может работать при температуре почти вблизи абсолютного нуля. Точнее, контроллер остаётся рабочим и управляет кубитами при температуре 0,1 К (–273,05 °C). Предыдущий рекорд установила компания Intel, выпустив 22-нм контроллер Horse Ridge II, сохраняющий работоспособность при охлаждении до 4 K (–269,15 °C).

Может создаться впечатление, что разница небольшая, но для стабильности состояния криогенных кубитов и поддержки когерентности контроллер Intel всё ещё недостаточно холоден, чтобы находиться в одном контейнере с криогенными кубитами. В этом плане у разработки Microsoft намного лучшие перспективы. Она обещает существенно уменьшить физические размеры и упростить конфигурацию вычислителей на криогенных кубитах, ведь от контроллера к кубитам не нужно тянуть проводники за пределы контейнера — всё будет внутри.

Типичный элемент квантового вычислителя на криогенных кубитах. Источник изображения: 3DNews

Типичный элемент квантового вычислителя на криогенных кубитах. Источник изображения: 3DNews

«Современные [квантовые] машины создают красивый набор проводов для управления сигналами; они выглядят как перевернутое позолоченное птичье гнездо или люстра, — объясняет квантовый физик Дэвид Рейли (David Reilly) из Сиднейского университета. — Они красивы, но принципиально непрактичны. Это означает, что мы не можем масштабировать машины для выполнения полезных вычислений. Существует реальное узкое место ввода-вывода».

Контроллер Gooseberry обещает устранить это узкое место. Как считают разработчики, с его помощью можно будет создать систему, управляющую тысячей кубитов, тогда как сегодня созданы криогенные системы максимум с 50 кубитами.

Американцы предложили оригинальную структуру криогенной памяти

На днях учёные из Окриджской национальной лаборатории (ORNL) продемонстрировали новую криогенную или низкотемпературную схему ячейки памяти, основанную на связанных массивах джозефсоновских переходов. Разработка может изменить представление как о квантовых, так и о традиционных суперкомпьютерных вычислениях. Что важно, предложенная структура ячейки прошла испытание и подтвердила свою работоспособность на практике.

Опытная криогенная память (Carlos Jones/Oak Ridge National Laboratory, U.S. Dept. of Energy)

Опытная криогенная память (Carlos Jones/Oak Ridge National Laboratory, U.S. Dept. of Energy)

Эффект Джозефсона, на который опирается работа ячейки криогенной памяти, давно предсказан, изучен и даже используется на практике. Этот эффект проявляет себя разными интересными способами на так называемом джозефсоновском переходе ― охлаждённом до очень низких температур бутерброде из двух проводников, разделённых диэлектриком. На таком переходе при температуре охлаждения вблизи абсолютного нуля диэлектрик между двумя сверхпроводниками начинает пропускать электроны. Если есть ток, есть и всё остальное ― управление, измерение, генерация высоких частот и их поглощение. Фактически переход Джозефсона ― это транзистор в криогенике.

Оригинальная идея американских учёных заключается в том, что они создали ячейку памяти из трёх индуктивно связанных переходов Джозефсона. В виде чипа опытную ячейку изготовила компания SeeQC. Каждый чип содержит четыре независимые ячейки памяти с некоторыми отличиями в материалах, что было важно для изучения рабочих характеристик ячеек. В опыте чипы охлаждали до температуры 4 К, а для управления ячейками использовали обычный настольный компьютер, работающий при комнатной температуре.

Все опытные криогенные ячейки памяти продемонстрировали запись, чтение и стирание данных. Иначе говоря, вели себя как обычные ячейки компьютерной памяти. Рабочие характеристики оказались даже лучше ожидаемых. Однако о коммерческой реализации данной технологии говорить рано. Учёные провели эксперимент только с одной ячейкой. До создания даже опытных массивов подобной памяти пройдёт ещё немало времени и исследований. Но если такая память появится, она, как минимум, поможет экономить на энергопотреблении массивами памяти, которых суперкомпьютеры требуют всё больше и больше.

Rambus и Microsoft расширили соглашение по разработке криогенной памяти

Несмотря на негативную ауру, сгустившуюся вокруг имени Rambus, у неё не отнять главного — талант инженеров компании, которые разработали целый ряд сигнальных интерфейсов памяти. И сегодня, как и двадцать лет назад, когда Rambus представила интерфейс SDRAM, компания планирует создать совершенно новые интерфейсы и архитектуру памяти для вычислительных систем будущего. Это будет память для криогенных компьютерных систем и память для квантовых вычислительных систем.

Квантовый компьютер компании IBM (IBM)

Квантовый компьютер компании IBM (IBM)

В декабре 2015 года компании Rambus и Microsoft заключили соглашение о совместной разработке архитектуры памяти для квантовых компьютеров. В минувший понедельник 17 апреля Rambus и Microsoft выступили с новым совместным заявлением, которое гласит о расширении ранее заключённого соглашения. Новые совместные исследования помимо создания архитектуры «квантовой» памяти будут направлены на разработку памяти для криогенных вычислительных систем. В обоих случаях речь идёт о памяти, которая будет работать с сильным охлаждением — при температуре ниже −180 °C (93,15 К).

Обсуждаемые температурные дитапазоны криогенных и квантовых компьютеров (Rambus)

Обсуждаемые температурные диапазоны криогенных и квантовых компьютеров (Rambus)

Охлаждение систем до температуры ниже 90 К приводит почти к полному отсутствию утечек, что повышает энергоэффективность вычислений. Компании Rambus и Microsoft займутся разработкой памяти и интерфейсов SerDes (Serializer Deserializer), способных выдержать подобное охлаждение, и обещают в течение трёх-пяти лет создать прототипы работающих систем. Криогенная память станет неотъемлемой частью криогенных компьютеров, которые будут работать при более низкой температуре: ниже 7 К. При таком охлаждении проявляется эффект сверхпроводимости и потери в энергосистеме компьютеров сводятся к нулю.

Охлаждение до появления эффекта сверхпроводимости обеспечит сверхэффективность рассчётов (IARPA)

Охлаждение до появления эффекта сверхпроводимости обеспечит сверхэффективность расчётов (IARPA)

Квантовые компьютеры будут работать при ещё более низкой температуре — на уровне 0,03 K. Очевидно, что «обычная» криогенная память плохо подойдёт для систем, охлаждённых до столь низкой температуры и принципы, а также архитектура памяти для квантовых и криогенных компьютеров, будут отличаться. Видимо поэтому в компаниях Rambus и Microsoft решили расширить соглашение до разработки двух архитектур памяти, работающих с разным охлаждением.

Новый рекорд: NVIDIA GeForce GTX 980 разогнана до 2,2 ГГц

Мы довольно часто пишем о рекордах в области разгона комплектующих. Помимо самого факта рекорда и элемента шоу, такие новости помогают оценить истинный потенциал новых технологий. Чаще всего под прицелом оказываются процессоры — как Intel, так и AMD. Однако энтузиасты разгоняют не только CPU, но и видеоадаптеры. Разумеется, подобная участь просто не могла миновать NVIDIA GeForce GTX 980.

Виновница торжества

Виновница торжества

Шведский оверклокер Elmor сумел разогнать графический процессор ASUS GeForce GTX 980 Strix Direct CU II до впечатляющих 2208 МГц. Повторимся, сложнейший чип с 2048 универсальными вычислительными ядрами смог работать на частоте свыше 2 ГГц. Память также подверглась разгону и смогла заработать на частоте 2100 (8400) МГц. Если вдуматься, это впечатляет куда больше, чем разгоны процессоров с одним активным ядром до 7 ГГц. В пакете 3DMark Fire Strike Extreme общий результат составил 9568 очков, а в физическом тесте — 26731 очко.

Так ставятся рекорды в области разгона

Так ставятся рекорды в области разгона

Конечно, для достижения такого результата потребовалось охлаждение жидким азотом, что автоматически исключает сколько-нибудь длительное функционирование карты в таком режиме, но всё же потенциал GM204 потрясает. Напряжение питания GPU было поднято до 1,666 Вольта. Для проведения эксперимента использовалась платформа ASUS Rampage V Extreme с процессором Intel Core i7-5960X и 16 Гбайт памяти DDR4. За питание тестового стенда отвечал блок питания Cooler Master мощностью 1200 Ватт. С точки зрения повседневного использования такой разгон, разумеется, бесполезен, но любопытно было бы выяснить рабочие пределы карт на базе GM204 в длительном режиме без применения криогенного охлаждения. А ещё интереснее выглядит вопрос о том, сможет ли побить рекорд грядущий и самый опасный соперник GeForce GTX 980 — AMD Radeon R9 380X.

Origin PC анонсировала первые ПК с GTX Titan и жидкостным охлаждением

Вчера состоялся анонс мощного ускорителя NVIDIA GeForce GTX Titan. Одновременно с этим событием компания Origin PC пообещала добавить в конфигураторы своих систем новый GPU. Производитель назвал свои компьютеры первыми на рынке, которые включают GeForce GTX Titan с жидкостным охлаждением.

Как отмечает источник, в свои ПК Origin PC установит жидкостное охлаждение CRYOGENIC Liquid Cooling от компании EK Water Blocks. Системы с видеокартами Titan нацелены на требовательных игроманов, творческих профессионалов, компьютерных энтузиастов. Вместе с обновлённым ПК пользователи получат самую быструю в мире одиночную видеокарту с 2688 ядрами CUDA и поддержку 4-Way SLI. Система охлаждения позаботится о том, чтобы даже в самой мощной конфигурации компьютер не перегревался.

Новинки будут доступны для заказа с 21 февраля.

Материалы по теме:

Источник:

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥