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Une autre étape vers les ordinateurs optiques

Nous avons déjà parlé d'ingénieurs de Bristol qui ont réussi à téléporter un photon d'une puce à une autre. Aujourd'hui, nous continuons le sujet - parlons de la technologie qui nous permettra de construire des canaux de transmission de données optiques sur des puces de silicium et d'étendre l'effet de la loi de Moore.

Qu'avons-nous d'autre sur Habré: une nouvelle licence pour les applications de l'Open Source Initiative .


Photos - LN - Unsplash

L'essence du développement


L'une des solutions prometteuses pour l'évacuation de la chaleur est le remplacement d'une partie des circuits électriques par des connexions optiques. Mais il y a une difficulté: le silicium a une mauvaise conduction lumineuse. Un groupe international de physiciens dirigé par Erik Bakkers de l'Université de technologie d'Eindhoven a résolu ce problème. Des experts ont développé un nanofil en alliage de silicium capable de conduire un rayonnement lumineux. Pour ce faire, ils ont modifié la forme du réseau cristallin du matériau afin qu'il se compose d'hexagones, pas de cubes. C'est le réseau cristallin hexagonal qui aide la lumière à se propager à l'intérieur du matériau.

Le cadre du nouveau treillis a été construit à partir d'arséniure de gallium. Des nanofils constitués d'un alliage de silicium et de germanium avec la structure hexagonale nécessaire y ont été cultivés. Le matériau peut être utilisé pour créer des communications optiques directement sur la puce. Les ingénieurs espèrent que la technologie étendra la loi de Moore (dans le contexte d’une productivité accrue).

Perspectives


Selon les développeurs, ils ne s'attendent pas à ce que la nouvelle technologie remplace les composants électroniques classiques des ordinateurs. Cependant, des connexions optiques peuvent être utilisées pour échanger des informations entre le CPU et la mémoire - le taux de transfert de données sera mille fois plus élevé . À ces fins, les ingénieurs développent déjà un nanolaser intégré aux microcircuits.

À l'avenir, le «silicium lumineux» contribuera au développement d'applications qui traitent de grandes quantités de données - par exemple, dans l'apprentissage automatique. Les centres de données en bénéficieront également, ils pourront réduire la charge sur les systèmes de refroidissement, qui représentent environ 30 à 40% de l'électricité consommée par le centre de données.

Qui d'autre travaille dans ce domaine


Nous avons également des projets liés à la modification du réseau de silicium en Russie. Spécialistes de l'Université d'État de Nijni Novgorod. Lobachevsky a présenté une méthode pour produire une modification hexagonale d'un matériau par bombardement ionique.

Ils ont irradié avec des cristaux d'ions krypton recouverts d'un film d'oxyde de silicium. Ensuite, ils ont été brûlés à une température de 800 ° C. Après ce traitement, une fine couche de silicium hexagonal est apparue à la limite de certains cristaux. Cette approche a un potentiel de production industrielle.


Photo - Adi Goldstein - Unsplash

De nombreuses startups et universités développent des technologies optiques pour des systèmes informatiques qui ne sont pas associés à la "lueur du silicium". Par exemple, dans le MIT conçuprocesseur nanophotonique programmable. Il effectue des opérations matricielles à l'aide de guides d'ondes connectés par des interféromètres Mach-Zehnder . Ils modifient les propriétés des rayons transmis et sont l'équivalent de la multiplication matricielle. La technologie est utilisée pour la formation accélérée des réseaux de neurones.

Un système pour des tâches similaires est en cours de développement par la startup Fathom Computing. La société fabrique un ordinateur optique qui peut contourner les cartes graphiques en termes de vitesse de formation des réseaux de neurones. Dans sa forme, il ressemblera à un serveur afin de pouvoir être placé dans un centre de données classique.

À l'avenir, les systèmes optiques permettront d'augmenter la vitesse de traitement de grandes quantités de données et d'optimiser le calcul haute performance.

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