Инженеры продемонстрировали первый процессор, использующий свет для сверхбыстрой связи. Они успешно объединили электроны и фотоны в однокристальном микропроцессоре, что может иметь огромное значение для будущих технологий.
В этой последней работе исследователи упаковали два процессорных ядра с более чем 70 миллионами транзисторов и 850 фотонных компонентов на чип размером 3 на 6 миллиметров. Затем ученые изготовили микропроцессор в литейном цехе, который массово производит высокопроизводительные компьютерные чипы, доказав, что их дизайн можно легко и быстро масштабировать для коммерческого производства.
Новый чип знаменует собой следующий шаг в развитии технологии оптоволоконной связи, интегрируя в микропроцессор фотонные соединения, или входы и выходы (I/O), необходимые для взаимодействия с другими чипами.
«Это важная веха», — сказал Владимир Стоянович, один из исследователей, в пресс-релизе. «Это первый процессор, который может использовать свет для связи с внешним миром. Ни один другой процессор не имеет фотонного ввода-вывода в чипе».
По сравнению с электрическими проводами, оптоволокно поддерживает большую пропускную способность, передавая больше данных на более высоких уровнях на большее расстояние с меньшими затратами энергии. Теперь исследователи смогли использовать свет и интегрировать его в те же сложные и дорогие процессы изготовления, которые используются для производства компьютерных чипов, не изменяя сам процесс.
«Преимущество оптики в том, что при той же мощности вы можете пройти несколько сантиметров, несколько метров или несколько километров», — сказал Чэнь Сан, один из исследователей. «Для высокоскоростных электрических соединений 1 метр — это предел, прежде чем вам понадобятся повторители для регенерации электрического сигнала, и это быстро увеличивает количество необходимой мощности. Чтобы электрический сигнал прошел 1 километр, вам понадобятся тысячи пикоджоулей на каждый бит».
Результаты опубликованы в журнале Nature.