Физики из США создали первый гибридный свето-электронный микрочип

Физики из США создали первый в мире гибридный свето-электронный чип, который «общается» с внешним миром при помощи фотонов, а не электронных импульсов, что позволит в ближайшее время в сотни раз ускорить работу компьютеров и заметно снизить их энергопотребление.1 / 2

. Калифорнийские физики создали первый в мире сложный микропроцессор, который использует одновременно и пучки света, и электрические импульсы для передачи и обработки данных, что в тысячи раз ускорит вычислительные системы в ближайшем будущем, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

«Главным плюсом от использования света является то, что один и тот же объем энергии позволяет вам передать информацию на расстояние в сантиметры, метры и километры. Если вы используете электричество для этих целей, то уже через метр вам потребуется усилитель для регенерации сигнала, и это резко повышает аппетиты устройства», — заявил Чен Сан (Chen Sun) из университета Калифорнии в Беркли (США).

Сан и его коллеги под руководством Владимира Стояновича (Vladimir Stojanovic) из университета в Беркли создали первый в мире гибридный двухядерный процессор, который содержит в себе свыше 70 миллионов транзисторов и который «общается» с окружающим миром и памятью при помощи 850 фотонных каналов передачи и приема информации.

Данное устройство уже сегодня можно применять на практике – процессор калифорнийских ученых построен на базе микроархитектуры RISC-V, которая была создана в 2010 году в стенах Беркли и к которой программисты уже успели адаптировать операционные системы Linux, FreeBSD и создать компиляторы и все необходимые инструменты для разработки ПО.

Объединение света и электронов в одном «флаконе», как рассказывают исследователи, стало возможным благодаря созданию особых световодов на базе соединения германия и кремния, которые можно «печатать» внутри чипа по тем же правилам и методам, которые используются для изготовления обычных микросхем.

Использование световодов вместо обычных металлических дорожек позволяет достичь двух вещей – резко снизить потери энергии на транспортировку информации от процессора к памяти и обратно, а также достичь довольно внушительных для электронных систем 2,5 гигабит в секунду на каждый световой канал передачи данных.

На передачу одного бита данных этот чип тратит всего 1,3 пикоджоуля энергии, что на порядки меньше, чем у электронных способов транспортировки информации. Дальнейшее развитие этой технологии и замена большей части шин данных внутри самих процессоров и чипов памяти, как объясняют ученые, еще больше ускорит их за счет сокращения энергопотребления и снижения токов утечки.

Уже сейчас, ожидая успех и бурное развитие технологий, авторы статьи создали два стартапа, SiFive и Ayar Labs, которые будут заниматься коммерциализацией проекта и продвижением подобных гибридных процессоров в дата-центрах, где львиная доля расходов электроэнергии приходится на передачу информации.

Источник: ria.ru