Optisk processor med 50 gange større båndbredde på vej.

Amerikanske forskere har udviklet og demonstreret verden første processor, der bruger lys til at kommunikere og som er klar til kommerciel produktion

Der har længe været på tale at udskifte de elektroniske kommunikationsveje i computere med optik. Men indtil nu har det ikke fandtes en processor, der har kunnet udnytte denne teknologi.

Men det mener forskere ved University of Colorado Boulder, i samarbejde med University of California, Berkeley og Massachusetts Institute of Technology (MIT) nu at have rådet bod på. I sidste uge annoncerede forskerne i tidsskriftet Nature, at de har udviklet og demonstreret en processor, der kan kommunikerer med omgivelserne via lys.

Den nye optiske processor måler kun 3 x 6 millimeter og indeholder to RISC-V-baserede kerner med 70 millioner transistorer 850 og optiske komponenter.

Første optiske chip

Ifølge Vladimir Stojanović, der er lektor i elektroteknik og datalogi ved University of California, Berkeley og som har ledet udviklingen af den elektro-fotoniske processor, er der tale om verdens første processor, hvor den optiske I/O er indbygget i chippen.

Teknikken forskerne har anvendt i den optiske chip kaldes for SOI (Silicon on Insulator), hvilket betyder, at lagene af silicium er isoleret mellem lag af glas. Forskelle i brydningsfeltet på glas og silicium udnyttes, når lyset sendes gennem chippen.

Som fotodetektorer anvendes materialet silicium-germanium, hvilket er et velkendt produkt i fremstillingen af chip.

Mindre strøm og mere data

Et af problemerne med traditionelle chip er, at de i takt med kravet til større og større ydeevne også bruger mere og mere strøm. Løsningen på det problem er, ifølge forskerne bag den elektro-fotoniske processor, lys. Data omdannet til lys er nemlig langt mere energieffektivt.

»En af fordelene ved lysbaseret kommunikation er, at flere parallelle datastrømme kodet på forskellige farver lys kan sendes samlet - i dette tilfælde via en optisk ledning på en chip eller en off-chip optisk fiber af samme slags, som dem, der danner rygraden i internettet« udtaler professor Miloš Popović i en meddelelse fra University of Colorado Boulder, hvis team udviklede den fotoniske teknologi i samarbejde MIT.

Den nye chip har en båndbreddedensitet på 300 gigabit per sekund/kvadrat millimeter, hvilket er omkring 10 til 50 gange mere end eksisterende mikroprocessorer.

"En anden fordel er, at det infrarøde lys, som vi bruger, har en fysisk bølgelængde kortere end 1 mikron, hvilket svarer til omkring en hundrededel af tykkelsen af et menneskehår. Dette muliggør en meget tæt pakning af kommunikation på en chip, og skaber derved den enorme samlede båndbredde,« udtaler Miloš Popović

Kommercielt mål

Optiske forbindelser har længe været anvendt til dataoverførsel mellem computere og andre digitale enheder. Men det har indtil nu vist sig vanskeligt at integrere optiske komponenter i fremstilling af elektroniske chip, uden at skulle ændre hele produktionsprocessen og derved gøre det både dyre og med risiko for langt større fejlrater i chippen.

Forskerne har derfor udviklet deres elektro-fotoniske processor ud fra en kendt produktionsprocess hos virksomheden GlobalFoundries, der til daglig masseproducerer data chips.

Ved at kombinere den optiske kredsløb og elektroniske kredsløb på en enkelt chip, forventer forskerne, at den nye teknologi uden problemer kan integreres i de eksisterende fremstillingsprocesser og overføres til kommerciel produktion uden større forstyrrelser.

Fremtid

Først og fremmest er tanken, at den nye chip nedbringe energiforbruget hos de store datacentre. Men på sigt ser forskerne også for sig, at teknologien vil blive anvendt i alt fra smartphones til lysbaseret radarteknologi og selvkørende biler

Se i videoen her, hvordan den elektro-fotoniske processor er opbygget.

Følg forløbet

Kommentarer (5)

Bent Jensen

Peter og Torben nyd nu jeres Ferie, manden er Journalist og er ikke kommet helt hjem fra Juleferie.
Når det er rettet så er god kutyme også at skrive, artikel rettet d.d. på grund af typografiske og meningsforstyrrende fejl :-) Nu vi sparker til en, som ligger ned.

Bent Jensen

Ja det lugter lidt af en google oversættelse, så pointen i deres forskning og udvikling ikke kommer frem.
At man bruger nuværende produktionsmetoder til at lave fiber interface til kernen, som også kan være en allerede udviklet. Derfor er det meget nemt og billigt at lave, da den passer ind i den bestående produktion. Så der vil komme kommercielle Chips om meget kort tid.

Log ind eller opret en konto for at skrive kommentarer

JobfinderJob i it-branchen