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Outro passo para computadores ópticos

Já conversamos sobre engenheiros de Bristol que conseguiram teletransportar um fóton de um chip para outro. Hoje continuamos o tópico - vamos falar sobre a tecnologia que nos permitirá criar canais ópticos de transmissão de dados em chips de silício e estender o efeito da lei de Moore.

O que mais temos sobre Habré: uma nova licença para aplicativos na Open Source Initiative .


Fotos - LN - Unsplash

A essência do desenvolvimento


Uma das soluções promissoras para remoção de calor é a substituição de parte dos circuitos elétricos por conexões ópticas. Mas há uma dificuldade: o silício tem má condução da luz. Um grupo internacional de físicos liderados por Erik Bakkers, da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, resolveu esse problema. Especialistas desenvolveram um nanofio de liga de silício capaz de conduzir radiação luminosa. Para fazer isso, eles modificaram a forma da estrutura cristalina do material para que ele consistisse em hexágonos, não cubos. É a estrutura hexagonal de cristal que ajuda a luz a se propagar dentro do material.

A estrutura da nova estrutura foi construída a partir de arseneto de gálio. Nanofios feitos de uma liga de silício e germânio com a estrutura hexagonal necessária foram cultivados nela. O material pode ser usado para criar comunicações ópticas diretamente no chip. Os engenheiros esperam que a tecnologia estenda a lei de Moore (no contexto de aumento de produtividade).

Perspectivas


Segundo os desenvolvedores, eles não esperam que a nova tecnologia substitua os componentes eletrônicos clássicos dos computadores. No entanto, as conexões ópticas podem ser usadas para trocar informações entre a CPU e a memória - a taxa de transferência de dados será mil vezes maior . Para esses fins, os engenheiros já estão desenvolvendo um nanolaser incorporado aos microcircuitos.

No futuro, o “silício luminoso” contribuirá para o desenvolvimento de aplicativos que processam grandes quantidades de dados - por exemplo, no aprendizado de máquina. Os data centers também serão beneficiados, eles poderão reduzir a carga nos sistemas de refrigeração, que representam cerca de 30 a 40% da eletricidade consumida pelo data center.

Quem mais trabalha nesta área


Também temos projetos relacionados à modificação da rede de silício na Rússia. Especialistas da Universidade Estadual Nizhny Novgorod. Lobachevsky apresentou um método para produzir uma modificação hexagonal de um material usando bombardeamento de íons.

Eles irradiaram com cristais de íons de cripton revestidos com um filme de óxido de silício. Depois foram queimados a uma temperatura de 800 ° C. Após este tratamento, uma fina camada de silício hexagonal surgiu na fronteira de alguns cristais. Essa abordagem tem potencial para produção industrial.


Foto - Adi Goldstein - Unsplash

Muitas empresas iniciantes e universidades estão desenvolvendo tecnologias ópticas para sistemas de computação que não estão relacionados ao "brilho do silício". Por exemplo, no MIT projetadoprocessador nanofotônico programável. Ele realiza operações de matriz usando guias de onda conectados por interferômetros Mach - Zehnder . Eles alteram as propriedades dos raios transmitidos e são equivalentes à multiplicação da matriz. A tecnologia é usada para treinamento acelerado de redes neurais.

Um sistema para tarefas semelhantes está sendo desenvolvido pela inicialização da Fathom Computing. A empresa fabrica um computador óptico que pode ignorar as placas gráficas em termos de velocidade de treinamento de redes neurais. No formulário, ele se parecerá com um servidor para que possa ser colocado em um data center regular.

No futuro, os sistemas ópticos ajudarão a aumentar a velocidade de processamento de grandes quantidades de dados e a otimizar a computação de alto desempenho.

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