Vedci ukázali prvý mikroprocesor s integrovanou kremíkovou fotonikou

05.01.2016 10:11

„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.

Späť