Популярні Пости

Вибір Редакції - 2019

Обчислення на швидкості світла за допомогою ультракомпактного пульсатора

Anonim

Інженери університету штату Юта зробили крок вперед у створенні наступного покоління комп'ютерів і мобільних пристроїв, здатних до швидкості в мільйони разів швидше, ніж поточні машини.

реклама


Інженери штату Юта розробили ультракомпактний динамометр - найменший за рекордним значенням - для поділу світлових хвиль на два окремих канали інформації. Прилад зближує дослідників з виробництвом кремнієвих фотонних мікросхем, які обчислюють і передають дані зі світлом замість електронів. Фахівець з електротехніки та комп'ютерної техніки Раєш Менон та його колеги описують свій винахід сьогодні в журналі Nature Photonics .

Кремнієва фотоніка може суттєво збільшити потужність та швидкість машин, таких як суперкомп'ютер, сервери центрів обробки даних та спеціалізовані комп'ютери, які направляють автономні машини та безпілотники з виявленням зіткнень. Зрештою, технологія може поширюватися на домашні комп'ютери та мобільні пристрої та покращувати програми від ігор до потокового відео.

"Світло - це найшвидша річ, яку ви можете використовувати для передачі інформації", - каже Менон. "Але ця інформація повинна бути перетворена в електрони, коли вона потрапляє у ваш ноутбук. У цій конверсії ви сповільнюєте ситуацію, бачення полягає в тому, щоб зробити все у світлі". Фотони світла несуть інформацію через Інтернет через волоконно-оптичні мережі. Але коли потік даних досягне місця для дому чи офісу, фотони світла повинні бути перетворені в електрони, перш ніж маршрутизатор або комп'ютер зможуть обробляти цю інформацію. Це вузьке місце можна було б усунути, якщо потік даних залишався легким у комп'ютерних процесорах.

"З усім світлом обчислення може бути в мільйони разів швидше", - каже Менон.

Щоб допомогти зробити це, інженери U створили набагато меншу форму поляризаційного луча (яка виглядає дещо схожим на штриховий код) на вершині кремнієвого мікросхему, який може розділити вхідні світло на два компоненти. Раніше такий лушпаттер був більше 100 на 100 мікрон. Завдяки новому алгоритму проектування спліттера, команда Menon скоротила його до 2.4 на 2.4 мкм, або на п'ятдесятикутну ширину людського волосся і близька до межі того, що фізично можливо.

Бейсліттер буде просто одним із безлічі пасивних пристроїв, розміщених на кремнієвому чіпі, щоб спрямувати світлові хвилі різними способами. Зменшуючи їх у розмірі, дослідники зможуть перетягнути мільйони цих пристроїв на один чіп.

Потенційні переваги виходять за рамки швидкості обробки. Дизайн команди Юти буде дешевий для виробництва, оскільки він використовує існуючі методи виготовлення для створення кремнієвих мікросхем. А оскільки фотонні чіпси транслюють фотони замість електронів, мобільні пристрої, такі як смартфони або планшети, побудовані за цією технологією, споживають менше енергії, мають більше тривалість роботи акумулятора та створюють менше тепла, ніж існуючі мобільні пристрої.

Перші суперкомп'ютери, що використовують кремнієву фотоніку, вже розроблені в таких компаніях, як Intel та IBM, будуть використовувати гібридні процесори, які залишаються частково електронними. Менон вважає, що його плетік може бути використаний на цих комп'ютерах приблизно через три роки. Він зазначив, що центри обробки даних, які потребують більш швидких з'єднань між комп'ютерами, зможуть незабаром реалізувати технологію

До співавторів на папері входять науковий співробітник Ренді Полсон та докторські студенти Бін Шень і Пен Ванг.

реклама



Джерело історії:

Матеріали, надані Університетом штату Юта . Примітка. Зміст можна редагувати за стилем та довжиною.


Довідка з журналу :

  1. Бін Шень, Пен Уонг, Ренді Полсон, Раєш Менон. Інтегрована поляризація з нанофотонікою, яка має спліттер з розміром 2, 4 × 2, 4 мкм . Природа Фотоніка, 2015; DOI: 10.1038 / nphoton.2015.80