硅光芯片:通往光脑的大门?

产品时间:2022-09-13 00:39

简要描述:

近日,IBM宣告已顺利研制出实用化的硅光学芯片,这项有数二十年发展历史的技术让人看见了应用于的期望。据信,他们已将一个硅光构建芯片里斯到了与CPU完全相同的PCB尺寸中,这毫无疑问将硅光子技术提高到了更高的层次,专家预计在半导体工艺超过物理无限大,革命性的新计算机仍未经常出现之前,硅光学技术将负责管理填补空缺。 历史:光学透镜思路一度容许发展 IBM的这一消息令其行业再度凝结,为什么这些技术者们不会这么激动?硅光子知道可以为人类关上一扇通向新世界的大门?...

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本文摘要:近日,IBM宣告已顺利研制出实用化的硅光学芯片,这项有数二十年发展历史的技术让人看见了应用于的期望。据信,他们已将一个硅光构建芯片里斯到了与CPU完全相同的PCB尺寸中,这毫无疑问将硅光子技术提高到了更高的层次,专家预计在半导体工艺超过物理无限大,革命性的新计算机仍未经常出现之前,硅光学技术将负责管理填补空缺。 历史:光学透镜思路一度容许发展 IBM的这一消息令其行业再度凝结,为什么这些技术者们不会这么激动?硅光子知道可以为人类关上一扇通向新世界的大门?

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近日,IBM宣告已顺利研制出实用化的硅光学芯片,这项有数二十年发展历史的技术让人看见了应用于的期望。据信,他们已将一个硅光构建芯片里斯到了与CPU完全相同的PCB尺寸中,这毫无疑问将硅光子技术提高到了更高的层次,专家预计在半导体工艺超过物理无限大,革命性的新计算机仍未经常出现之前,硅光学技术将负责管理填补空缺。

  历史:光学透镜思路一度容许发展  IBM的这一消息令其行业再度凝结,为什么这些技术者们不会这么激动?硅光子知道可以为人类关上一扇通向新世界的大门?  早于在上世纪90年代,IT从业者就开始为半导体芯片产业找寻继任者。光子计算出来、量子计算出来、生物计算出来、超导计算出来等概念一时间炙手可热,它们的目标都是在硅芯片发展到物理无限大后取而代之,以沿袭摩尔定律。  其中光子计算出来一度被指出是最有期望的未来技术。

与半导体芯片比起,光芯片用AMD透镜代替晶体管、以光信号替换电信号展开运算。光芯片需要转变二进制计算机的软件原理,但可以只能构建极高的运算频率,同时能耗非常低,不必须简单的散热装置。

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与电脑对应,设想中的光学计算机被称作光脑。早年甚至有人应验2015年光脑就不会开始代替硅芯片。  但是现实并不尽如人意,科学家和工程师迅速就找到生产纳米级的光学透镜是如此艰难,想要在小小芯片上构建数十亿的透镜相比之下远超过了人类现有的技术水平。  好在科研单位未退出将光线引进芯片世界的希望。

迅速人们找到用光通路代替电路来在硅芯片之间传输数据是很有潜力的应用于方向:光信号在传输过程中很少波动,完全不产生热量,同时可以精彩取得可怕的比特率;最重要的是在硅芯片上构建光学数据通道的可玩性远比太高,不像光子计算出来那样几近幻想。于是从21世纪初开始,以Intel和IBM派的企业与学术机构就开始重点发展硅芯片光学信号传输技术,希望有朝一日能用光通路代替芯片之间的数据电路。  原理:芯片构建光电切换和传输模块  以激光替换电路传递数据的技术对普通人来说并不陌生,音频设备少见的光纤数字模块就是一个典型例子。

如今城市新建宽带网络早已广泛用于光纤代替了铜缆,大大提高了网络的终端比特率。光信号技术有很多优势,但传统光学数据设备的体积可观,无法应用于在芯片级的信号网络中。

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  硅光学技术的目标就是在芯片上构建光电切换和传输模块,使芯片间光信号交换沦为有可能。用于该技术的芯片中,电流从计算出来核心流入,到切换模块通过光电效应切换为光信号升空到电路板上铺设的超细光纤,到另一块芯片后再行切换为电信号。  把简单的光电切换模块增大到纳米尺寸,同时还要能用半导体工艺生产不是更容易的事情。虽然实验室中早有成果,但成品的良率和成本仍然无法令人满意。

另一方面,2004年后串行数据电路技术飞速发展,PCIe、QPI、HyperTransport等总线技术获取的比特率超过很高的水平,也减少了业界对硅光学技术的潜在市场需求。  直到几年前,业界找到传统的铜电路早已相似物理瓶颈,之后提升比特率显得更加艰难。

同时云计算产业却对芯片间数据交换能力明确提出了更高的拒绝:数据中心、超级计算机一般来说不会加装数以千计的高性能处理器,可这些芯片的协同运算能力却受到芯片网络比特率的相当严重制约。  例如一颗XeonCPU从与自己必要相连的内存中读取数据的比特率低约每秒40G字节,但如果就是指另一颗Xeon芯片掌控的内存中读取资料,比特率就不会上升一半甚至三分之二。

单颗芯片的性能就越强劲、网络的芯片数量就越多,较低的网络比特率就就越更容易沦为性能提高的障碍。铜电路不仅比特率提高艰难,功耗和痉挛也不能小视,业界对硅光学技术的市场需求早已到了迫在眉睫的程度。


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