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.


Ohodnoťte článok:
   
 

24 hodín

týždeň

mesiac

Najnovšie články

Do 5 ro­kov si mož­no po­chut­ná­me na bio­tech­no­lo­gic­kom mä­se vy­pes­to­va­nom v la­bo­ra­tó­riu
Startup s názvom Memphis Meats zo San Francisca sa chystá vyrábať širokú škálu mäsových výrobkov pripravovaných v laboratóriách určených na to. čítať »
 
Stre­doš­ko­lá­ci bu­dú skú­mať mik­ro­čas­ti­ce. Po­kú­sia sa vy­sto­po­vať Hig­gsov bo­zón
Celosvetový program Masterclasses otvára mladým výskumníkom dvere do špičkovej fyziky. čítať »
 
VE­DA: Na pod­po­ru vý­sku­mu v pod­ni­koch vy­čle­ni­li 200 mi­lió­nov eur
Podnikateľská sféra sa v spolupráci s vedecko-výskumnými inštitúciami, SAV, vysokými školami či neziskovými organizáciami bude môcť uchádzať prostredníctvom Výskumnej agentúry o peniaze z nového Operačného programu Výskum a inovácie. čítať »
 
VE­DA: Vy­hlá­si­li 19. roč­ník sú­ťa­že Ve­dec ro­ka SR
Centrum vedecko-technických informácií SR, Slovenská akadémia vied a Zväz slovenských vedecko-technických spoločností vyhlásili 19. ročník súťaže Vedec roka SR. čítať »
 
Chla­de­nie server­ov mor­skou vo­dou. Mic­ro­soft tes­to­val pod­mor­ské dá­to­vé cen­trum
Myšlienka umiestniť počítače do uzavretých nádrží a ponoriť ich do vody nie je nová. No výskumníci Microsoftu teraz prišli ako prví s nápadom prevádzkovať celé dátové centrum pod hladinou oceánu. čítať »
 
Fľa­ša, kto­rá pre­me­ní vzduch vo svo­jom vnút­ri na pit­nú vo­du
Šikovnú fľašu Fontus navrhol rakúsky priemyselný dizajnér Kristof Retezá a jej výnimočnosť spočíva v tom, že dokáže premeniť vzduch vo svojom vnútri na pitnú vodu. čítať »
 
Smar­tfó­ny ov­plyv­ňu­jú náš spá­nok viac než ko­feín
Vedci uverejnili už niekoľko štúdií o tom, ako smartfóny, tablety a počítače ovplyvňujú náš spánok. Tieto zariadenia vyžarujú takzvané modré svetlo, ktoré narúša funkciu melatonínu, hormónu spánku. čítať »
 
VESMÍR: Ob­ja­vi­li za­tiaľ naj­väč­ší so­lár­ny sys­tém
Medzinárodný tím astronómov objavil zatiaľ najväčší solárny systém pozostávajúci z červeného trpaslíka a veľkej plynnej exoplanéty, ktorá svoju hviezdu obieha vo vzdialenosti približne bilión kilometrov. čítať »
 
 
 
  Zdieľaj cez Facebook Zdieľaj cez Google+ Zdieľaj cez Twitter Zdieľaj cez LinkedIn Správy z RSS Správy na smartfóne Správy cez newsletter