En effet, en 2015, des chercheurs de trois universités américaines ont développé une puce photonique capable d'utiliser la lumière pour transmettre des données, ce qui est nettement plus rapide que les puces précédentes, et la consommation d'énergie est également considérablement réduite. Un processeur mature qui utilise la lumière pour transmettre des données.La puce gère les données à des vitesses allant jusqu'à 300Gbps par millimètre carré, 10 fois ou même 50 fois plus vite que les processeurs standard existants.Les chercheurs utilisent 70 millions de transistors et 850 éléments photoniques ( Utilisé pour envoyer et recevoir de la lumière.Il se compose de 2 noyaux de processeur.La puce entière est seulement 3 x 6 mm.
Dans les années 1940, en tant que grande salle informatique et, avec l'ordinateur d'aujourd'hui lorsque l'ordinateur a été très différent, mais la façon dont ils transfèrent les données sont les mêmes, les signaux électroniques sont passés dans la ligne métallique. Intel IBM et d'autres sociétés de premier ordre ont étudié photoniques de silicium (photoniques de silicium), mais n'a pas vraiment utilisé dans le commerce. campus de Berkeley de l'Université du Colorado, du Massachusetts Institute of Technology, le campus de Boulder de l'Université de chercheurs du Colorado ont mis au point la première puce photoniques est une percée majeure, ils prédisent que d'ici 2017 la première version commerciale du test peut être processeur lumière.
Dans les ordinateurs et les téléphones intelligents d'aujourd'hui, les signaux électriques sont transmis par fils, processeurs de connexion, mémoire, réseaux, périphériques de stockage, interfaces USB, etc. Les fibres optiques servent à relier les pays et les pays. Données, mais son coût est trop cher.
Les chercheurs universitaires américains espèrent changer cela: ils installeront des composants électroniques directement sur la puce et l'utiliseront pour transmettre et recevoir des signaux lumineux, ce qui permettra de produire des équipements de fabrication de puces et des composants en silicium. Il peut facilement se propager à l'infrastructure informatique.
Les chercheurs ont déjà produit des produits de prototypage dans les laboratoires, et les consommateurs en bénéficieront grandement: des milliers de serveurs sont installés dans les centres de données et la technologie photonique au silicium peut augmenter la vitesse de calcul sur les ordinateurs personnels et les téléphones intelligents. La photonique au silicium peut briser le goulot d'étranglement des performances sans sacrifier la durée de vie de la batterie L'industrie informatique actuelle est généralement confrontée à un problème: les puces ne peuvent pas fonctionner plus rapidement. Au contraire, les chercheurs laisseront la puce de silicium transmettre des données tout le temps et ne pas tourner au ralenti, afin d'améliorer efficacement la performance globale.
professeur associé en charge du développement de la puce Vladimir Stojanovic dit qui a développé la première puce optique peut communiquer avec le monde extérieur est une percée majeure, comme la commercialisation, le plus grand défi est de trouver un moyen peu coûteux pour encapsuler la puce. Il croit que, en raison de considérations de coût, de la lumière la technologie des puces sera d'abord utilisé dans le centre de données, puis d'entrer dans le petit appareil Stojanovic a déclaré: « nous nous attendons à la puce emballé sera le premier à entrer dans le centre de données, et il deviendra assez pas cher, finalement la popularité dans le téléphone mobile et PC. '
L'idée des chercheurs n'est pas une pure idée: il y a eu deux start-up impliquées dans la commercialisation de puces optiques: l'une est Ayar Labs, qui veut commercialiser la technologie d'interconnexion photonique, et l'autre, SiFive. Construire de nouvelles activités sur la conception de puces RISC-V gratuit.
Dans un proche avenir, Stojanovic s'attend à ce que les photons puissent connecter des puces individuelles dans l'ordinateur pour connecter une puce à une autre.En outre, la technologie photonique au silicium peut également améliorer les performances de Lidar, le laser des voitures sans conducteur. Les performances des capteurs, de l'imagerie cérébrale et des capteurs environnementaux seront grandement améliorées.
La transmission de signaux électriques est limitée par la longueur du câble: par exemple, lorsque la vitesse de transmission d'une connexion USB standard est multipliée par 10, la longueur maximale du câble passe de 16 pieds à 10 anglais. La connexion optique n'a pas de problème, sa vitesse est plus rapide et le signal n'est pas atténué.La puce prototype affichée par l'American University est connectée à 10 mètres de lumière et peut facilement être étendue en kilomètres.
Avec les puces photoniques au silicium, les ordinateurs du datacenter ne doivent pas perdre de temps à attendre la réponse d'un autre ordinateur: «Nos solutions optiques peuvent accélérer l'accès des processeurs au réseau», a déclaré M. Stojanovic.
Le signal électrique est transmis à travers le fil métallique La connexion optique ne nécessite qu'une petite quantité d'énergie La puce peut fournir de l'énergie par elle-même, ce qui permet d'économiser le coût de l'électricité et de ne pas surchauffer les composants électroniques.
Les puces prototypes sont fabriquées à partir de matériaux inhabituels, combinant silicium et germanium.Le processus de fabrication est difficile et le coût élevé.Mais récemment, les chercheurs ont progressé.Ils ont amélioré la technologie photonique du silicium et les ont utilisés dans les puces. Plus de matériau de silicium.