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光学计算机的又一步

我们已经讨论过布里斯托的工程师，他们设法将光子从一个芯片传送到另一个芯片。今天我们继续讨论这个话题-让我们谈谈允许我们在硅芯片上建立光学数据传输通道并扩展摩尔定律影响的技术。

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照片- LN - Unsplash

发展的精髓


散热的有希望的解决方案之一是用光学连接代替部分电路。但是有一个困难：硅的导电性很差。由埃因霍温科技大学的埃里克·巴克斯（Erik Bakkers）领导的国际物理学家小组解决了这个问题。专家们已经开发出一种能够传导光辐射的硅合金纳米线。为此，他们修改了材料的晶格形状，使其由六边形而不是立方体组成。正是六角形的晶格帮助光在材料内部传播。

新晶格的框架是由砷化镓制成的。在其上生长由硅和锗的合金制成的具有必要六边形结构的纳米线。该材料可用于直接在芯片上建立光通信。工程师希望技术能够在提高生产率的背景下扩展摩尔定律。

前景展望


根据开发人员的说法，他们并不期望新技术会取代计算机中的经典电子组件。但是，光连接可用于在CPU和内存之间交换信息-数据传输速率将高出一千倍。为了这些目的，工程师已经在开发内置在微电路中的纳米激光。

将来，“发光硅”将有助于处理大量数据的应用程序的开发，例如在机器学习中。数据中心也将受益，他们将能够减少对冷却系统，其负载占数据中心所消耗的电力的约30-40％。

还有谁在这方面工作


我们也有与俄罗斯硅晶格修改相关的项目。下诺夫哥罗德州立大学的专家。洛巴切夫斯基介绍了一种使用离子轰击法对材料进行六边形改性的方法。

他们用涂有氧化硅膜的k离子晶体照射。然后将它们在800°C的温度下燃烧。此处理后，在某些晶体的边界处出现了一层六方硅薄层。这种方法具有工业生产的潜力。


照片-Adi Goldstein -Unsplash

许多初创公司和大学都在为与“硅的发光”无关的计算系统开发光学技术。例如在麻省理工学院设计的可编程纳米光子处理器。它使用通过Mach-Zehnder干涉仪连接的波导来执行矩阵运算。它们改变了透射光线的特性，等效于矩阵乘法。该技术用于加速神经网络的训练。Fathom Computing初创公司正在开发

用于类似任务的系统。该公司生产的光学计算机可以在训练神经网络的速度方面绕过图形卡。从形式上讲，它将类似于服务器，因此可以将其放置在常规数据中心中。 将来，光学系统将有助于提高大量数据的处理速度，并优化高性能计算。



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