Design of Component Circuits for 50-GHz Bit-Parallel Microprocessors Based on Superconductor Single-Flux-Quantum Logic

a) E-mail: masami t@ieee.org 年には技術的,あるいは経済的な理由により,ムーア の法則が終焉を迎えるという予測がある.事実,2000 年代に入ってからは,電源電圧を下げられないことに 起因し,チップの消費電力の増加が深刻な設計制約と して顕在化した.計算機の頭脳である,マイクロプロ セッサの動作クロック周波数は数ギガヘルツで頭打ち となったままの状況が続いている.ムーアの法則が破 綻すれば,集積度の向上に頼る性能向上も見込むこと が難しくなるため,情報化社会の持続的な発達を見据 え,新奇デバイスに対する期待も高まっている. ジョセフソン接合を用いた超伝導回路は,半導体よ りも高速に動作するポテンシャルをもち,長年研究が 行われてきた.特に,1990年代に体系化された単一磁 束量子(SFQ)回路 [1] は高速性と低消費電力性に優 れ,LSI技術としても成熟している.近年,SFQ回路 を発展させた,よりエネルギー効率の高い回路方式が 次々と提案されており [2]~[9],冷却のハンディキャッ プを加味しても,CMOS 集積回路に対して圧倒的な 優位性を保つことができる水準に達している.加えて,