Свет вместо электричества: Компьютеры нового поколения
Как утверждают ученые, лазер, функционирующий при комнатной температуре, может оказаться важным шагом на пути к компьютерным чипам, перемещающим данные при помощи света, а не электричества.
«Это очень важный прорыв, я бы сказал — один из максимально значимых в этом поле», — сказал Эли Яблонович, профессор кафедры электротехники и информатики из Калифорнийского университета в Беркли, не участвовавший в исследовании, — «Открытие существенно снизит стоимость коммуникации и сделает чипы более быстрыми».
Даже если процессоры станут мощнее, они столкнутся с препятствием для коммуникации: простое перемещение данных между разными частями микросхемы занимает слишком много времени. Кроме того, широкополосная связь также посылает данные в память. Традиционные соединения на медном кабеле становятся нецелесообразными: они потребляют слишком много энергии для доставки данных и постоянно растущие скорости нуждаются в чипах нового поколения. Кроме того, медь перегревается, и это накладывает дополнительные ограничения, поскольку инженеры должны искать пути рассеивания тепла.
Передача данных при помощи лазеров, которые могут собрать свет в узкий мощный пучок, может стать дешевой энергосберегающей альтернативой. Идея под названием «световые вычисления» стала одной из «горячих точек» исследования.
«Лазер — это совершенно новая технология», — сказал Лайонел Кимерлинг, профессор Массачусетского технологического института, глава группы, разработавшей германиевый лазер.
Хотя лазеры привлекательны, материалы, использующиеся в них — например, арсенид галлия — сложно интегрировать в новую систему.
Это и дало жизнь «внешним лазерам», — сказал Яблонович. Лазеры делаются отдельно и подсаживаются на микросхемы вместо того, чтобы непосредственно изготавливаться на том же куске кремния, на котором расположены цепи микросхемы. Это снижает эффективность и увеличивает стоимость.
Германиевый лазер решает эту проблему, поскольку он в принципе может быть изготовлен по соседству с микросхемой с использованием сходного процесса на той же фабрике.
«Потребуется несколько лет, чтобы понять, как встроить этот лазер в стандартный процесс изготовления микросхем», — сказал Яблонович. «Но мы знаем, что мы можем получить кремниевые микросхемы с внутренними лазерами».
Со временем исследователи пришли к выводу, что германиевые лазеры могут быть использованы не только для связующих, но и для логических элементов микросхем — это поможет создать компьютеры, которые осуществляют вычисления, используя свет вместо электричества.
Но Яблонович считает, что свет вряд ли заменит электричество полностью. «Я думаю, мы будем использовать свет для связи, а логические цепи останутся электрическими», — сказал исследователь. «Свет позволяет внутренним коммуникациям работать намного эффективнее, но сами логические элементы, скорее всего, будут и дальше работать на электричестве».
Источник wired.com
