Ученые представили прототип оптоэлектронного процессора

25 Декабря 2015 5

Группа инженеров из нескольких американских университетов представила прототип оптоэлектронного процессора. Статья с описанием технологии появилась в журнале Nature, сообщает N+1.

Вся современная электроника использует для работы электрические сигналы. В свою очередь, для передачи данных на большие расстояния используется оптическое волокно, в котором носителями информации являются световые импульсы. Для трансформации одних импульсов в другие используют разного рода детекторы и модуляторы.

Существует идея так называемого оптического компьютера — вычислительной системы, которая будет использовать оптические сигналы. В настоящее время не существует работающего оптического чипа. Более того, есть сомнения в том, что переход на оптику станет шагом вперед по сравнению с электронными компьютерами. В частности, одной из фундаментальных проблем является более высокий базовый уровень шума (Пуассонов шум) в оптических каналах по сравнению с электрическими каналами (шум Джонсона — Найквиста).

Чип, созданный в новой работе, показывает, что даже частичный переход на оптику позволяет заметно улучшить показатели процессора по скорости вычислений и энергопотреблению. Представленный процессор имеет два ядра, содержащих в общей сложности 70 млн транзисторов, а также 850 оптических компонент. Все это интегрировано на едином кристалле размером 3 х 6 мм. Оперирует процессор специальным набором команд RISC-V.

Основные оптические узлы нового процессора — модуляторы, фотодетекторы и межсоединения для волноводов. Эти элементы служат для трансформации оптического сигнала в электрический и наоборот, а также служат для управления направлением движения оптических сигналов.

Ключевая особенность всех элементов — они созданы стандартными для кремниевой печати методами литографии. То есть потенциально производство такого рода оптоэлектрических процессоров не требует создания новых производственных мощностей. Впрочем, сами авторы подчеркивают, что стоимость их прототипа получилась достаточно высокой.

Тестирование процессора показало, что плотность тока данных внутри процессора составляет 300 гигабит на квадратный миллиметр архитектуры. По этому показателю процессор в 10–50 раз превосходит доступные коммерческие двухъядерные аналоги. Также исследователи продемонстрировали работу с 3D-графикой на основе нового процессора. Такого рода задачи требуют постоянной "перекачки" большого количества данных от процессоров и сильно нагружают каналы внутри процессора и всего компьютера.

Ученые отдельно отмечают, что замена шины связи процессора с памятью со стандартной на оптическую поможет сэкономить большое количество энергии. По подсчетам авторов, до 2% энергозатрат крупных дата-центров уходит исключительно на обеспечение передачи данных между процессорами и памятью.

Амазонка оказалась на грани катастрофы

Международное сообщество ученых предупреждает о возможной катастрофе в Амазонской...

"Утечка мозгов" из страны – приговор для Украины

Процесс так называемой утечки мозгов начался в нашей стране и в странах СНГ уже давно,...

Wikileaks опубликовал документы о созданном ЦРУ вирусе...

Сайт выложил новую порцию документов, свидетельствующих о том, что ЦРУ занималось...

Ученые планируют скармливать пластиковые отходы...

Ученые утверждают, что скорость деградации полиэтилена под воздействием фермента...

Ученые мира отметили День Земли Маршами науки

Ученые мира призывают деполитизировать науку и не экономить на защите окружающей...

Ученые доказали, что взгляд может передавать...

Поговорка "Глаза — зеркало души" оказалась чистой правдой

Загрузка...
Загрузка...

Глобальный сбой в Skype произошел вечером в понедельник

Пользователи по всему миру жалуются на невозможность войти в программу и перебои в...

Google вышел на тропу войны с экстремистским контентом...

Проявляющие повышенный интерес к теме терроризма получат записи антиэкстремистского...

Ukrainians запустила бета-версию — в новой украинской...

В альтернативной сети Ukrainians есть функция «поделиться» с запрещенным в Украине...

Обновление Windows 10 убивает устройства пользователей

Тестовая сборка популярной операционной системы стала доступна для пользователей

Intel анонсировал выпуск сверхмощного 18-ядерного...

Новый процессор позволит запустить самую требовательную игру на максимальном...

Microsoft представила ноутбук и операционную систему...

Ноутбук будет стоить от 999 долл. и станет доступен с 15 июня

Комментарии 0
Войдите, чтобы оставить комментарий
Пока пусто
Блоги

Авторские колонки

Ошибка