Image
4.1.2016 0 Comments

Vedci ukázali prvý mikroprocesor s integrovanou kremíkovou fotonikou

Vedci vyrobili prvý kremíkový procesor zhotovený obvyklými postupmi, ktorý integruje niekoľko fotonických komponentov a priamo komunikuje s inými zariadeniami za použitia svetla. Čip veľkosti 3 × 6 mm sa skladá z dvoch procesorových jadier, viac ako 70 miliónov tranzistorov a 850 fotonických komponentov. Jeho dizajn by však mohol byť pred spustením komerčnej výroby zmenšený.

„Je to míľnik. Ide o prvý procesor, ktorý môže použiť svetlo na komunikáciu s vonkajším svetom," povedal profesor Vladimir Stojanović z Kalifornskej univerzity v Berkeley, ktorý viedol tím vývojárov. „Žiadny iný procesor nemá fotonické I/O v čipe."

Tím overil funkčnosť čipu spúšťaním rôznych počítačových programov, ktoré vyžadujú odosielanie inštrukcií a dát do pamäte a ich prijímanie z nej. Konštrukcia procesora využíva open source architektúru RISC-V (reduced instruction set computer).

photonics.jpeg

Demonštrovaný čip v niektorých parametroch komunikácie naozaj predstihoval dnešné špičkové procesory (priepustnosť 300 Gb/s na štvorcový centimeter, čo je asi 10 až 50-krát viac ako v prípade súčasných mikroprocesorov), pričom sa vyznačoval veľkou energetickou účinnosťou (na odovzdanie jedného terabitu dát spotrebuje 1,3 W). Pri experimentoch sa dáta odosielali do prijímača vzdialeného 10 metrov a späť.

„Výhoda optiky je v tom, že s rovnakým množstvom energie môžete preniesť dáta na niekoľko centimetrov, niekoľko metrov alebo niekoľko kilometrov," povedal Chen Sun, absolvent doktorandského štúdia na Kalifornskej univerzite v Berkeley. „Pri vysokorýchlostných elektrických spojoch platí limit 1 meter, po ktorom treba pomocou opakovačov regenerovať elektrický signál, čo rýchlo zvyšuje množstvo potrebnej energie."

Hoci v poslednom čase sa dosiahli veľké pokroky v technológii optickej komunikácie, je to prvýkrát, čo sa fotonické komponenty podarilo integrovať do mikročipu. Vedci pri tom použili kremíkovo-germániové komponenty tranzistora za zostrojenie fotodetektora a využili schopnosť germánia absorbovať svetlo a premeniť ho na elektrinu.

Nová technológia by sa čoskoro mohla uplatniť v dátových centrách. Tie podľa americkej neziskovej spoločnosti Natural Resources Defense Council, zameranej na ochranu životného prostredia, spotrebovali v USA v roku 2013 až 91 miliárd kilowatthodín elektrickej energie, čo predstavuje 2 % celkovej spotreby elektriny v krajine, pričom ich energetické požiadavky exponenciálne stúpajú.

Zdroj: photonics.com


Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Výskum

Žeby adamantium? Nová lesklá a magnetická forma čistého uhlíka oslňuje svojím potenciálom

14.11.2019 00:15

Vedci hovoria, že „šťastná náhoda“ priniesla novú, stabilnú formu čistého uhlíka vyrobenú z lacných surovín. Podobne ako diamant či grafén má tento materiál mimoriadne fyzikálne vlastnosti. Je tvrdší ...

Výskum

Znížením rýchlosti lodí by sa mohli obmedziť emisie skleníkových plynov

12.11.2019 07:30

Podľa novej štúdie  by zníženie rýchlosti lodí mohlo mať priaznivý dosah na ľudí, prírodu a klímu. Zníženie o 20 % by mohlo obmedziť emisie skleníkových plynov, ale aj ďalších znečisťujúcich látok, na ...

Výskum

„Nepotopiteľný kov“ zostáva na vode, aj keď doň urobíte diery

11.11.2019 08:00

Superhydrofóbne materiály, ktoré výborne odpudzujú vodu, môžu byť veľmi užitočné z množstva dôvodov. Môžu zabrániť vytváraniu ľadu na povrchoch, postarať sa o vodotesnosť elektroniky či zefektívnenie ...

Žiadne komentáre

Vyhľadávanie

Brother_300x600

Najnovšie videá