光芯片以50倍數(shù)提高傳輸速率 光一樣的速度
之前曾經(jīng)有光 Wi-Fi 的概念，只要有光就有網(wǎng)絡(luò)。而今天，我們不是用光來上網(wǎng)連接世界，而是嘗試使用光來傳輸速度。使用光傳輸數(shù)據(jù)是許多芯片研發(fā)人員的夢(mèng)想，在經(jīng)過無數(shù)次的失敗之后，光芯片似乎有了一些眉目。在能耗相同的情況下，光連接比電線能更快地傳輸更多數(shù)據(jù)。在原型系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸速率為每平方毫米 300Gbps，是同類傳統(tǒng)微處理器的 10-50 倍。 據(jù)國外媒體報(bào)道，美國麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校和科羅拉多大學(xué)的研究人員已經(jīng)研發(fā)出一種光芯片原型，它集成了大約 7000 萬個(gè)晶體管和 850 個(gè)光學(xué)組件。系統(tǒng)利用光導(dǎo)纖維、發(fā)射器和接收器，在處理器芯片和內(nèi)存芯片之間發(fā)送數(shù)據(jù)。在演示中，系統(tǒng)運(yùn)行一個(gè)顯示和處理3D圖像的軟件，這一任務(wù)要求利用內(nèi)部光連接從內(nèi)存讀取數(shù)據(jù)和運(yùn)行代碼。 據(jù)了解，在能耗相同的情況下，光連接比電線能更快地傳輸更多數(shù)據(jù)。在原型系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸速率為每平方毫米 300Gbps，是同類傳統(tǒng)微處理器的 10-50 倍。 加州大學(xué)伯克利分校研究人員 Chen Sun 表示，帶寬的增加能為數(shù)據(jù)中心節(jié)約大量能耗。他還表示，在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器能耗中，20%-30% 用于在處理器、內(nèi)存和網(wǎng)卡之間傳輸數(shù)據(jù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到 2020 年，美國數(shù)據(jù)中心每年耗電量為 1400 億千瓦時(shí)，價(jià)值 130 億美元，碳排放量為 1 億噸。采用光連接將能夠大大節(jié)省這些能耗。 值得注意的是，光部件的制造成本高，需要特殊工藝和材料制造，這也阻礙了光組件被應(yīng)用在當(dāng)前的半導(dǎo)體生產(chǎn)線中，比如服務(wù)器和芯片。研究人員表示，研究人員只能將光組件與非常簡(jiǎn)單的電路整合，而且價(jià)格昂貴。他希望能夠通過在現(xiàn)有半導(dǎo)體設(shè)備上制造光-電芯片降低成本。 光芯片是一個(gè)非常前衛(wèi)的概念，也許會(huì)成為未來的方向，不過現(xiàn)階段它還有許多工作要做，比如要解決成本問題。加州大學(xué)圣地亞哥分校電氣工程師 Shayan Mookherjea 表示，利用光組件連接傳統(tǒng)處理器和內(nèi)存芯片是一項(xiàng)重大技術(shù)成就。他還解釋說，以這種方式生產(chǎn)這類芯片要求蝕刻掉部分硅片，需要進(jìn)一步提高可靠性。