用光线实现数据通信的首个处理器诞生

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用光线实现数据通信的首个处理器诞生

来源:南方都市报 日期:2016-01-04

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光微处理器的诞生或许是半导体产业迎接20?16年的新曙光,它将彻底改变电脑、智能手机、超级电脑、大型运算中心的运算与网络的芯片架构。

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  美国研究人员首次在微处理器集成电路芯片内融入光子元件

  据新华社电 美国研究人员日前首次在微处理器集成电路芯片内融入光子元件,为创制高速低功耗计算机处理器探索途经。

  “这是一个里程碑”

  这一处理器采用简化指令组计算机(R?ISC-V?)架构,包含超过7000万个晶体管和850个光子元件,而且是在一座现有芯片工厂内制作,显示出相关工艺与现有生产程序可以兼容。

  这项研究由加利福尼亚大学伯克利分校、麻省理工学院和科罗拉多大学博尔德分校的研究人员合作实施。项目专家介绍说,上述微处理器芯片呈长方形,各边尺寸分别为3毫米和6毫米,其中光子元件充当输入/输出端口。

  “这是一个里程碑。”加利福尼亚大学伯克利分校电气工程和计算机系副教授弗拉迪米尔·斯托亚诺维奇说,因为“这是第一个用光线实现与外部世界(数据)通信的处理器”。

  芯片光学通信很难

  光学通信与电子通信相比,有带宽大、功耗低等优势。光学通信迄今已极大改善计算机与计算机之间的数据通信,即计算机网络通信,但把这些效能引入计算机内或计算机微处理器芯片内部并不容易。

  商业化大规模电子集成电路制造工艺复杂、设备昂贵,所以研究人员着力降低在芯片内引入光子元件所需增加的成本以及可能导致的残次品率。所以,他们在蚀刻环形调制器、光探测器、垂直耦合器等光子元件时尽可能地利用硅锗晶体管、多晶硅和单晶硅层的特性,以晶体管的管体充当波导管。

  2015年,这种在微处理器集成电路芯片内融入光子元件的技术应用前景在美国已催生了两家初创企业,其中一家与加利福尼亚大学伯克利分校及其研究人员直接有关。

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