科研團(tuán)隊(duì)在光子技術(shù)領(lǐng)域取得巨大突破
2000年3月,AMD首次推出了時(shí)鐘頻率超過(guò)1 GHz的處理器;2001年8月,英特爾將其推向了2 GHz,并于2002年11月首次突破3 GHz。而作為回?fù),AMD經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)9年的技術(shù)積累之后憑借著強(qiáng)大的FX-6200率先突破4 GHz,又過(guò)了兩年在2013年推出了5 GHz的FX-9590。 當(dāng)前處理器性能的增長(zhǎng)已經(jīng)放緩,未來(lái)需要注入新的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)展。而這個(gè)新動(dòng)力可能就是芯片級(jí)的光子計(jì)算,這是一種基于光的硬件總成,有望大幅提升性能。由日本電報(bào)電話公司(Nippon Telegraph and Telephone Corporation)贊助的科研團(tuán)隊(duì)近日在光子技術(shù)領(lǐng)域取得了巨大突破,讓光子硬件首次具備了媲美電子硬件的性能和規(guī)格。 未來(lái)10年你將會(huì)看到各種光學(xué)上的突破性應(yīng)用,包括利用光來(lái)傳輸信息,然后讓電子硬件進(jìn)行處理。例如,電信號(hào)將會(huì)通過(guò)Electric to Optic (E-O)設(shè)備轉(zhuǎn)換為光,然后通過(guò)光傳輸之后再在Optic to Electric (O-E)設(shè)備中將光轉(zhuǎn)換成為電流,而該電流可以被處理或者發(fā)送到下個(gè)E-O設(shè)備中。 目前科學(xué)家面臨的主要挑戰(zhàn)就是功率要求,以光形態(tài)發(fā)送所需要的功率是電信號(hào)的1000多倍,而且在傳輸速度上也存在限制,因?yàn)槊看喂獗晃罩蠖夹枰M(jìn)入到容器中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。而且該容器必須要在完成填滿并完全放電才能通過(guò)信號(hào),但到目前為止,構(gòu)建一個(gè)足夠小的電容器以實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)發(fā)是非常具有挑戰(zhàn)性的。 而科學(xué)團(tuán)隊(duì)在光學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了跨越式的發(fā)展,最終在性能和功耗方面達(dá)到了媲美傳統(tǒng)硅硬件的要求?蒲袌F(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了運(yùn)行速率為40 Gbps的電光調(diào)制器(E-O),每bit僅42個(gè)焦耳,這意味著它的耗電量比以前的最佳實(shí)驗(yàn)要低一個(gè)數(shù)量級(jí),大約半個(gè)容器為微法拉(femtofarad)。 然后,他們構(gòu)建了一個(gè)基于相同技術(shù)的光接收器(O-E),并且能夠以比其他光學(xué)系統(tǒng)低兩個(gè)數(shù)量級(jí)的功率運(yùn)行在10 Gbps,每bit只有1.6毫微焦耳。它也是第一個(gè)不需要放大器(節(jié)省功率)并且只需幾兆法拉就具有低電容的產(chǎn)品。 |