im Jahr 2015, US-Forscher an drei Universitäten in der Tat, einen photonischen Chip zu entwickeln, ist es verwendet werden kann Daten, dramatisch schneller als frühere Chips zu übertragen, wird der Stromverbrauch stark reduziert. Die Forscher behaupten, dass dies die ersten ältere Modelle, die optische Übertragung von Datenprozessor. pro Quadratmillimeter Ratenverarbeitung Datenchips erreicht 300Gbps, 10 mal oder sogar 50-mal schneller als die herkömmlichen Standard-Prozessoren. Forscher mit 70 Millionen Transistoren und photonische Elementen 850 ( für das Senden und Empfangen von Licht), das aus zwei Prozessorkernen, den gesamten Chip und nur 3 x 6 mm.
In den 1940er Jahren, als großer Computerraum und mit Computern heute, wenn der Computer ist sehr unterschiedlich, aber die Art, wie sie Daten übertragen, ist die gleichen, elektronischen Signale in der Metallleitung übergeben werden. Intel IBM und andere Chip-Unternehmen studieren Silizium-Photonik wurden (Silizium Photonics), aber kommerziell nicht wirklich genutzt hat. Berkeley Campus der University of Colorado, Massachusetts Institute of Technology, Boulder Campus der University of Colorado Forscher die ersten photonischen Chip entwickelt ist ein wichtiger Durchbruch, vorhersagen, sie bis zum Jahr 2017 kann die erste kommerzielle Version des Testlicht Prozessor sein, dass.
In heutigen Computern und Smartphones werden elektrische Signale in Drähten übertragen, Prozessoren, Speicher, Netzwerke, Speichergeräte, USB-Schnittstellen usw. verbunden. Optische Fasern werden verwendet, um zwischen Ländern und Ländern zu verbinden. Daten, aber ihre Kosten sind zu teuer.
Amerikanische Hochschulforscher wollen das ändern: Sie werden elektronische Bauteile direkt auf dem Chip installieren und damit Lichtsignale senden und empfangen, auf diese Weise können sowohl Chip-Fertigungsanlagen als auch Siliziumbauteile hergestellt werden Es kann leicht auf die Computerinfrastruktur übertragen werden.
Forscher haben bereits Prototypen in Laboren hergestellt.Wenn Produkte auf den Markt gebracht werden können, werden die Verbraucher davon profitieren: Tausende von Servern werden in Rechenzentren installiert, und die Technologie der Silizium-Photonik kann die Rechengeschwindigkeit erhöhen - auf PCs und Smartphones. Die Silizium-Photonik kann den Leistungsengpass überwinden, ohne die Batterielebensdauer zu opfern Die heutige Computerindustrie sieht sich im Allgemeinen mit einem Problem konfrontiert: Der Chip kann nicht schneller gemacht werden, die Siliziumphotonik hat keine derartigen Probleme, der Chip muss nicht schneller laufen. Im Gegenteil, die Forscher werden den Siliziumchip die ganze Zeit über Daten übertragen lassen und nicht im Leerlauf laufen lassen, wodurch die Gesamtleistung effektiv verbessert wird.
Associate Professor verantwortlich für Chip-Entwicklung Vladimir Stojanovic sagte, dass das erste optische Chip entwickelt wurden, können mit der Außenwelt kommunizieren, ist ein wichtiger Durchbruch, wie Kommerzialisierung, die größte Herausforderung, eine kostengünstige Möglichkeit zu finden, ist der Chip einzukapseln. Er glaubt, dass, wegen der Kosten, Licht Chip-Technologie wird zunächst im Rechenzentrum verwendet werden, und dann sagte Stojanovic in das kleine Gerät eingeben: ‚wir erwarten das verpackte Chip die ersten sein wird, das Rechenzentrum, und dann wird es billig genug, um in dem Mobiltelefon und PC, schließlich die Popularität betreten. "
Forscher Idee nicht rein kreativ ist, gibt es bereits zwei Start-up-Unternehmen in der Vermarktung von Sport Licht-Chips zu beteiligen. Eine davon ist Ayar Labs, hofft photonischer Verbindungstechnologie zu kommerzialisieren, gibt es eine SiFive, sie hoffen, Bauen Sie neue Geschäfte mit dem kostenlosen RISC-V-Chipdesign auf.
In naher Zukunft erwartet Stojanovic, dass Photonen in der Lage sein werden, einzelne Chips im Computer zu verbinden, um einen Chip mit einem anderen zu verbinden.Außerdem kann Silizium-Photonik-Technologie auch die Leistung von Lidar, dem Laser von fahrerlosen Autos, verbessern. Die Leistungsfähigkeit von Sensoren, Bildgebungs- und Umgebungssensoren wird deutlich verbessert.
Silicon photonischer erwartete Geschichte neu zu schreiben, vollständig die Art und Weise Computer kombinierten elektrische Signalübertragung durch die Länge des Kabels begrenzt verändert, zum Beispiel, wenn die Übertragungsgeschwindigkeit eines Standard-USB-Steckers 10-mal, die maximale Kabellänge von 16 Fuß bis zu British Gas 10 optische Verbindung, aber dieses Problem tritt nicht auf, es ist schneller, signalisiert nicht Dämpfung, American University einen Prototyp optischer Chip demonstriert wird auf 10 Meter angeschlossen, kann es leicht zu Kilometern erweitert werden.
Mit Silizium photonischen Chip hat, Computer-Rechenzentrum haben keine Zeit warten auf eine andere Antwort Computer zu vergeuden Stojanovic sagte: ‚Unsere optische Lösungen, die der Prozessor schneller Zugangsnetze ermöglichen‘
Das elektrische Signal wird durch den Metalldraht übertragen.Die optische Verbindung benötigt nur eine kleine Menge an Energie.Der Chip kann Energie von selbst liefern.Dies kann die Kosten für Elektrizität sparen, und es wird kein Problemder Überhitzung von elektronischen Komponenten geben.
Prototyp-Chips werden aus ungewöhnlichen Materialien hergestellt, sie kombinieren Silizium und Germanium, der Herstellungsprozess ist schwierig und die Kosten sind hoch, aber in letzter Zeit haben Forscher Fortschritte gemacht: Sie haben die Silizium-Photonik-Technologie verbessert und sie in Chips verwendet. Mehr Siliziummaterial.