“光子”取代“電子”！光處理器問世，速度比現(xiàn)行處理器快 50 倍
2015-12-30 22:36:46 n
世界上第一個(gè)靠“光”傳輸資料的微處理器終于問世。這個(gè)靠光傳輸資料的單芯片處理器，比起市面上靠電傳輸?shù)奶幚? 器，速度快上 10 至 50 倍，但所需的電量大幅減少，在芯片體積微縮技術(shù)近乎達(dá)到極限的當(dāng)下，光微處理器的誕生或許是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)迎接 2016 年的新曙光。
光微處理器由科羅拉多大學(xué)波德分校研究員，與加州大學(xué)柏克萊分校、MIT 的研究人員共同開發(fā)，研究 24 日發(fā)布于《Nature》科學(xué)期刊。
研究人員把光子通訊應(yīng)用在“電子－光子”系統(tǒng)的芯片上，該芯片整合超過 7000 萬個(gè)電晶體以及 850 個(gè)光子輸入／輸出元件，提供邏輯電路、內(nèi)存和連接功能。
研究的共同通訊作者、科羅拉多大學(xué)波德分校電子、電腦與能源工程系助理教授 Miloš Popović 說，光誘導(dǎo)式芯片會(huì)徹底改變電腦、智能手機(jī)、超極電腦、大型運(yùn)算中心的運(yùn)算與網(wǎng)絡(luò)的芯片架構(gòu)。
現(xiàn)有的處理器靠邏輯電路傳輸資料，但是隨著資料傳輸速度越快、資料量越大，需要的電力也就越大，也就成為發(fā)展的一項(xiàng)限制。為了克服電力限制，研究人 員轉(zhuǎn)向研究光子或者光誘導(dǎo)式科技，因?yàn)樵谕瑯与娏肯拢饽軅鬏數(shù)木嚯x比較遠(yuǎn)，甚至還能藉由不同顏色的光并聯(lián)下，同時(shí)傳輸多項(xiàng)資料。
這顆光微處理器每平方毫米的頻寬為每秒 300Gb，比市面上現(xiàn)行的處理器快 10 倍至 50 倍，其使用的光源為紅外線，波長(zhǎng)小于 1 微米（1/1000 mm），大概只有人類頭發(fā)百分之一的厚度，Miloš Popović 說，這使得芯片上的光通訊接口可以傳輸密度非常高的封包，也因此總頻寬大上許多。
雖然是項(xiàng)突破性的新科技，但這顆結(jié)合電晶體和光子元件的光處理器并非采用客制化制程做出光子結(jié)構(gòu)，畢竟電子和光子的制程相互沖突，會(huì)使得生產(chǎn)制程相 當(dāng)復(fù)雜，研究人員采用一種稱為“zero-change”的方法整合光子元件，可以采用現(xiàn)行微處理器的標(biāo)準(zhǔn)晶圓代工制程，這使得光處理器能夠在近期內(nèi)大量 生產(chǎn)，應(yīng)用到現(xiàn)有的產(chǎn)品上，包括上面提到過得電腦、智能手機(jī)、超級(jí)電腦、數(shù)據(jù)中心等。
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