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Otro paso para las computadoras ópticas

Ya hablamos de ingenieros de Bristol que lograron teletransportar un fotón de un chip a otro. Hoy continuamos con el tema: hablemos de la tecnología que nos permitirá construir canales ópticos de transmisión de datos en chips de silicio y extender el efecto de la ley de Moore.

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Fotos - LN - Unsplash

La esencia del desarrollo.


Una de las soluciones prometedoras para la eliminación de calor es el reemplazo de parte de los circuitos eléctricos con conexiones ópticas. Pero hay una dificultad: el silicio tiene poca conducción de la luz. Un grupo internacional de físicos dirigido por Erik Bakkers de la Universidad Tecnológica de Eindhoven resolvió este problema. Los expertos han desarrollado un nanocable de aleación de silicio capaz de conducir radiación de luz. Para hacer esto, modificaron la forma de la red cristalina del material para que constara de hexágonos, no cubos. Es la red cristalina hexagonal que ayuda a la luz a propagarse dentro del material.

El marco de la nueva red se construyó con arseniuro de galio. Se cultivaron nanocables fabricados con una aleación de silicio y germanio con la estructura hexagonal necesaria. El material se puede utilizar para construir comunicaciones ópticas directamente en el chip. Los ingenieros esperan que la tecnología extienda la ley de Moore (en el contexto de una mayor productividad).

Perspectivas


Según los desarrolladores, no esperan que la nueva tecnología desplazará los componentes electrónicos clásicos de las computadoras. Sin embargo, las conexiones ópticas se pueden usar para intercambiar información entre la CPU y la memoria: la velocidad de transferencia de datos será mil veces mayor . Para estos fines, los ingenieros ya están desarrollando un nanolaser integrado en microcircuitos.

En el futuro, el "silicio luminoso" contribuirá al desarrollo de aplicaciones que procesan grandes cantidades de datos, por ejemplo, en el aprendizaje automático. Los centros de datos también se beneficiarán, ya que podrán reducir la carga en los sistemas de enfriamiento, que representan alrededor del 30-40% de la electricidad consumida por el centro de datos.

¿Quién más trabaja en esta área?


También tenemos proyectos relacionados con la modificación de la red de silicio en Rusia. Especialistas de la Universidad Estatal de Nizhny Novgorod. Lobachevsky presentó un método para producir una modificación hexagonal de un material mediante bombardeo iónico.

Se irradiaron con cristales de iones de criptón recubiertos con una película de óxido de silicio. Luego se quemaron a una temperatura de 800 ° C. Después de este tratamiento, surgió una capa delgada de silicio hexagonal en el límite de algunos cristales. Este enfoque tiene el potencial para la producción industrial.


Foto - Adi Goldstein - Unsplash

Muchas nuevas empresas y universidades están desarrollando tecnologías ópticas para sistemas informáticos que no están relacionados con el "brillo del silicio". Por ejemplo, en MIT diseñadoProcesador nanofotónico programable. Realiza operaciones matriciales utilizando guías de onda conectadas por interferómetros Mach - Zehnder . Cambian las propiedades de los rayos transmitidos y son el equivalente de la multiplicación de matrices. La tecnología se utiliza para el entrenamiento acelerado de redes neuronales.

El inicio de Fathom Computing está desarrollando un sistema para tareas similares . La compañía fabrica una computadora óptica que puede evitar las tarjetas gráficas en términos de velocidad de entrenamiento de redes neuronales. En forma, se parecerá a un servidor para que pueda colocarse en un centro de datos normal.

En el futuro, los sistemas ópticos ayudarán a aumentar la velocidad de procesamiento de grandes cantidades de datos y optimizarán la informática de alto rendimiento.

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