解決晶片用電量大問題，美國研發「磁電晶片」，我國也已經在部署

2021-05-18 17:37:16

全球數字化的不斷加速，不管是無人駕駛、雲端計算、人工智慧還是5G，都已經步入到了「快車道」，而5G的加速普及，意味著物聯網產業將進入爆發階段，各式各樣的物聯網裝置將如潮水般湧至而來，根據權威機構analytics提供的資料顯示，2025全球物聯網裝置的數量將達到215億左右。

不管是智慧手錶、智慧手機、PC等各種各樣的裝置，我們每打一個電話、瀏覽一個網頁，看一個視訊，這些資料都會影響到應用程式或後臺服務端的資料中心，同時也帶來了另外一個問題，就是巨大的用電量。根據資料顯示，我國資料中心的耗電量已經超過了三峽大壩的發電量，而全球資料中心的耗電量已經佔到了全球耗電量的3%。

而在資料中心，晶片是用電大戶，手機電腦用久了會發燙，而資料中心有千億級別的晶片在沒日沒夜地運作，其發燙程度遠高於手機和電腦等其他裝置，除了晶片耗電外，冷卻也需要大量的電力，為此，想要降服「資料中心」這一「電老虎」，既節能又強悍的晶片成了全球所有科學家想要攻破的難題。

晶片領域再迎風波

作為數字霸主的美國，為解決晶片用電問題，近日，美國科學家率先公開了其更高效節能的晶片「鐵鎵磁電晶片」！這是美國密歇根大學研究人員領導的一個團隊研發出來的一種材料，由鐵和鎵組合而成，不僅「磁致伸縮」效能是同類材料的兩倍，成本也遠低於同類材料。

所謂的「磁致伸縮」，就是當一種材料的形狀與磁場相聯絡時，就會導致磁場的改變，這一特性被稱為磁電新一代計算裝置的關鍵。

而磁電裝置是利用磁場代替電力來儲存資料中心的1和0，即便是很小的電脈衝也會使其稍微膨脹或收縮，改變磁場的正負極，並不需要傳統晶片所需要穩定的電流，這也意味著，這種晶片將在很大程度上降低計算設施的電力需求。

長期以來，這種材料大部分採用的是稀土元素，由於其昂貴和稀缺的特性，美國專家利用鐵和鎵的結合，研究出了這種高水平的磁電晶片，這種「磁電晶片」不僅可以運用於大型資料中心，同時還能用在智慧手機上。

訊息稱這種晶片將由英特爾來規模化了量產，目前已經申請了專利，並且刊登在了《自然》雜誌上，這也意味著，在解決晶片用電的問題上，美國又多了一項技術專利。難道我們就沒有解決晶片用電量大的辦法嗎？

解決晶片用電問題，我國已在部署

其實，我國早已意識到了資料中心用電量大的問題，並且我國已經在部署，這就是光晶片和量子計算機。

在光晶片領域，今年年初，華為公佈了一份光計算晶片、系統及資料處理技術，顧名思義，就是通過光子進行計算的晶片，計算介質是光，而不是電，根據專家表示，光計算的耗電量是電計算的1%，效能是傳統晶片的2-3個數量級，至少幾百倍，完全可以取代傳統矽基晶片，解決資料中心用電量大的問題，同時還能帶來手機、PC晶片效能的提升，並且華為的武漢晶片工廠全名是「華為武漢光晶片工廠」！

在量子計算領域，2020年底中科院潘建偉團隊成功構建了76個管子的量子計算機「九章」，只用200秒的時間就能求解高斯玻色取樣，這是超級計算機6億年才能完成的工作。5月初，該團隊又研製出了新的量子計算機「祖沖之號」，操縱的超導量子位元達62個，不管是光導還是超導，我國量子技術已經處於世界第一梯隊。

不管是光晶片還是量子晶片，雖然我們還處於這一馬拉松的前一公里，但我們在這些領域已經走在了世界前列！即便目前在傳統半導體領域、感測器領域我們面臨著嚴峻的挑戰，但這一切，都是暫時的，屬於我們的星辰大海，正在來臨！

解決晶片用電量大問題，美國研發「磁電晶片」，我國也已經在部署

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