新光源:激光改變未來計(jì)算機(jī)
美國商業(yè)部所屬國家規(guī)范與技術(shù)研究院(NIST半導(dǎo)體電子學(xué)分部的主任DavidSeiler說。今天很多看上去像是不著邊際的幻想,未來五年對(duì)于電子學(xué)來說將會(huì)是一段非常令人激動(dòng)的時(shí)期。明天都有可能變成司空見慣的事物。沒有導(dǎo)線的芯片:激光連接 如果用顯微鏡仔細(xì)檢查任何一塊微處理器就會(huì)發(fā)現(xiàn),其中有數(shù)百萬條極細(xì)微的導(dǎo)線在連接每個(gè)有源元件。而在微處理器的外表之下,還有更多的導(dǎo)線存在麻省理工學(xué)院微光子中心的一位研究人員JurgenMichel希望用快閃鍺(Ge激光器完全取代這些導(dǎo)線,用紅外線來傳輸數(shù)據(jù)。Michel解釋道,當(dāng)處理器的核與元件越來越多時(shí),提供內(nèi)部連接的導(dǎo)線就成了阻礙數(shù)據(jù)連接提速的障礙。使用光子而非電子,可以讓連接變得更容易,更快速。利用光速的光子來傳輸數(shù)據(jù),Ge激光器傳輸位和字節(jié)的速度要比通過導(dǎo)線傳輸?shù)碾娮涌?00倍,這就意味著芯片各核心與其內(nèi)存之間的關(guān)鍵連接不會(huì)再拖其他元件的后腿。恰如電話網(wǎng)絡(luò)的光纖通信要比前一代的銅纜更高效一樣,芯片中的激光會(huì)讓計(jì)算超高速運(yùn)轉(zhuǎn)。
麻省理工的這套系統(tǒng)最妙的局部是每個(gè)處置器內(nèi)部不再需要埋設(shè)細(xì)微的導(dǎo)線。而是用一系列隱秘的隧道和洞穴構(gòu)成十字交叉網(wǎng)絡(luò)來傳輸光脈沖;而微小的鏡面和感應(yīng)器則用來中轉(zhuǎn)和解釋數(shù)據(jù)。這是保守的硅電子與光學(xué)元件的混合—也叫做硅光子技術(shù),這種技術(shù)可以讓計(jì)算機(jī)變得更綠色。因?yàn)?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=激光器',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_3">激光器要比導(dǎo)線更省電,發(fā)生的熱量也更少。光電子可以說是一個(gè)圣杯,Seiler稱。拓展了電子學(xué),也是降低電源消耗的極好辦法,因?yàn)槲也辉儆邪l(fā)熱的導(dǎo)線了2010年2月,Michel與其同事LionelKinerl和JifengLiu勝利地研制并測試了一塊帶有Ge激光數(shù)據(jù)傳輸器的功能電路。這塊芯片的傳輸速度超越了每秒Tbit比當(dāng)今最快的導(dǎo)線連接芯片速度快了兩個(gè)量級(jí)。這塊芯片是利用現(xiàn)有的半導(dǎo)體處置技術(shù)再加上一些其他附件制成的所以Michel據(jù)此認(rèn)為向激光連接芯片的過渡可能會(huì)在下一個(gè)五年中出現(xiàn)。 如果進(jìn)一步的測試取得勝利的話,麻省理工學(xué)院將會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng),這種芯片就有可能在2015年左右進(jìn)入商用階段。對(duì)這種芯片的需求是前所未有的因?yàn)榈?015年,極有可能會(huì)在計(jì)算機(jī)芯片上出現(xiàn)64顆獨(dú)立的處置內(nèi)核,每個(gè)內(nèi)核都可以同時(shí)工作。如果用導(dǎo)線連接這些內(nèi)核那肯定是死路一條,Michel稱。而利用鍺激光器來連接這些內(nèi)核卻存在著巨大的可能性和回報(bào)率。 |