Stworzony przez mikroprocesorowym fotonicznych połączeń

Anonim

Deweloperzy chipowe wiedzieć z pierwszej ręki, że dane promieni świetlnych o wiele bardziej skuteczne niż drutów miedzianych. Główną zaletą tak zwanych związków optycznych jest to, że szerokość pasma jest znacznie większa niż w przypadku konwencjonalnych przewodów, co może znacznie zwiększyć prędkość przetwarzania. Jednak, aby stworzyć coś takiego, trzeba rozwiązywać bardzo trudne zadanie, aby połączyć w jednym fotowoltaiki i technologii elektroniki.

Ostatnio grupa badaczy naukowych i po raz pierwszy proponuje sposób łączenia tranzystora i układ optyczny na układ, który nie wymaga obróbki w procesie na wielką skalę, tworząc wióry. Naukowcy wykorzystali swój rozwój w konstrukcji układu scalonego, zawierającego 70 milionów tranzystorów 850 składników lekkich, który zawiera wszelkie niezbędne synergii dla stabilnego działania funkcji procesora, w tym obecności logicznego połączeń węzłów i gromadzenia informacji.

Grupa inżynierów z Massachusetts Institute of Technology, University of California w Berkeley oraz University of Colorado w Boulder założył starcie, którego celem - (. Angielski podejście zero-change) uruchomienie seryjnej metody produkcji wiórów wynalezionej przez nich, nazwany „podejście, które nie wymagają zmian”. Metoda ta wykorzystuje standardowej technologii CMOS, które są powszechnie używane w procesie montażu nowoczesnych układach komputerowych i węzłów 45 nm, który został wprowadzony w 2007 roku. „Wyszliśmy proces bez zmian” - powiedział w rozmowie z badania Przyroda wydawcy główny autor i inspiratorem zespołu Chen Sung.

Tak więc, dla utworzenia innowacyjnych naukowców wiórów biorąc za podstawę podłoża krzemowego i pokrycie warstwy 200 nanometrów w działaniu dwutlenku krzemu jako materiału izolacyjnego. Następnie, warstwę aktywną z krystalicznego krzemu do architektury, której szerokość wynosi 100 nm, po czym nakłada się na tę samą szerokość i warstwy azotku dielektryków. Krystalicznego krzemu zawiera niewielką ilość germanu, które mogą odkształcać się krzem, a tym samym trudniej przyspiesza wydajność wiórów.

„Wszystkie te procesy są wykorzystywane w montażu nowoczesnych mikroprocesorów, możemy zastosować do tworzenia swoich procesorów” - powiedział Sung. Wykonany z procesorami dwurdzeniowymi mają RISC-V arhiteturoy. Struktura systemu dowodzenia wynalezionej w Berkeley kilka lat temu i znajduje się w domenie publicznej. Ponadto, te procesory również 1 MB pamięci SRAM matrycy (statyczny wyboru pamięć o dostępie swobodnym).

Jednym z kluczowych elementów fotonicznego wiórów - rezonator w postaci mikroskopijnych pierścień, którego średnica jest tylko 10 mikrometrów. Architektura chipa, że ​​działa jako falowód. Naukowcy biorą także udział w strukturze tych samych składników stosowanych do realizacji p-n przejścia w konwencjonalny tranzystora, tworząc w ten sposób filtr barierową przepuszcza tylko światło o określonej długości fali.

Ponadto mikrokoltso działa również fotodetektor. W konwencjonalnym długości wióra ustalona na podstawie krzemu i germanu fotodetektor powinna wynosić od kilku milimetrów do centymetra, aby w ten sposób będzie w stanie wchłonąć wystarczającą fotony światła i określenia. Jednak mikrokoltso światło przechodzi przez wiele czasu, tak że krzem-german fotodetektor bez problemów absorbuje fotony tak długo, jak to konieczne.

Tego typu rezonatorów już od dłuższego czasu, ale Sun twierdzi, że „większość producentów po prostu zignorować”, gdyż przy ogrzewaniu ich współczynniki załamania się różnić i odbiegać od ustalonej długości fali. Aby rozwiązać ten niedobór, naukowcy stworzyli aktywny stabilizator termiczny. Ich układ stabilizujący składa się z oddzielnego sterownika fotodetektor i figury. Jeżeli detektor wykrywa zmiany w ilości przychodzącego strumienia światła, napięcie regulator zmienia stosowane do mikrokoltso w zależności od jego temperatury.

Sun ma nadzieję, że założył uruchomienie nazwie Ayar Labs osiągnie swój cel i osiągnąć rozpocząć masową produkcję procesorów z nowej technologii w ciągu najbliższych kilku lat, jednak niektórzy eksperci spojrzeć na to perspektywa jest sceptyczny. Profesor inżynierii elektrycznej i fizyki w Centrum dla fotowoltaiki studium University of Southern California Entoni Levi uważa, że ​​choć udział w tworzeniu optoelektronicznego procesora należy pochwalić za to, co oni mogli łączyć elektronikę i fotowoltaiki w jednym chipie, wątpi, że wymyślił to podejście bardzo praktyczne. „Problemy i wady fotoogniw krzemowych pozostały takie same, jak zawsze były: nadmierne straty optyczne, zbyt wiele straty mocy, zbyt wymagające dużo miejsca na budowę architektury” - powiedział Levi.

Dodał, że agencja badania amerykańskich długoterminowych projektów i badań w celu finansowania rozwoju „zainwestował w fotowoltaice krzemowych ogromne środki”, ale jest mało prawdopodobne, aby być stosowane przez producentów i konsumentów. „Nawet jeśli technologia będzie dobrze funkcjonować, będzie musiał stawić czoła opozycji od producentów, które będą trudne do dostosowania się do nowego podejścia”.