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双核处理器带宽300Gbps,光芯片取得重大突破

类别:行业标准 发布于2015/12/30 | 4007 次阅读

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美国科罗拉多大学研究人员表示,他们已经研发出第一个完全使用光而不是电来传输数据的处理器。它可以用光来传输数据,比传统的电传输要快得多。他们的研究成果刊发在周二的《自然》杂志上,研究者宣称这是第一款成熟的、用光传输数据的处理器。


该原型产品尺寸大小为3mmx6mm,由两个处理器内核组成。包含850个输入或输出的光学元件,每平方毫米的处理带宽为300Gbps。运算速度是普通基于电信号设计的10倍至50倍。该设计的重点是利用原有的处理器架构设计但用光学部件代替原来的电子部件,这是该芯片最大的技术难点。


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双核处理器带宽300Gbps,光芯片取得重大突破_ESMCOL_1


虽只是双核系统,但它却给处理器带来了新的发展潜力,不改变架构的情况下大幅提高性能。比如,用户可以利用该技术大幅增加网络设备的处理带宽。当然,这项技术目前还有很大提升空间,应用领域十分宽广。


负责芯片开发的副教授Vladimir Stojanovic说,开发出第一款能在外部世界通信的光芯片是重大突破,至于商业化,最大的挑战在于找到廉价的方法封装芯片。他认为,出于成本考虑,光芯片技术最先会用在数据中心中,然后才能进入到小设备。Stojanovic还说:“我们预计封装芯片最先会进入数据中心,然后它会变得足够便宜,最终在手机和PC中普及。”


研究人员的构想并非是纯粹的创意,已经有两家创业公司参与到光芯片的商业化运动之中。一家是Ayar Labs,它希望将光子互连技术商品化,还有一家是SiFive,它们希望在免费的RISC-V芯片设计方案上建立新业务。


在不久的将来,Stojanovic预计光子将可以连接电脑内的独立芯片,将一颗芯片与另一颗芯片相连。除此之外,硅光子技术还可以改进激光雷达的性能,无人驾驶汽车的激光传感器、脑显像和环境传感器的性能都会大大提升。


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硅光子有望重新改写历史,彻底改变电脑组合的方式。电信号传输受到了线缆长度的制约,例如,当标准USB连接的传输速度提高10倍时,最大线缆长度从16英尺降到了10英气。光连接却不会出现这样的问题,它的速度更快,信号不会衰减,美国大学展示的原型芯片是用10米的光连接的,它可以轻易扩展到千米。


原型芯片是用不常见的材料制作的,它将硅和锗结合,制造过程很困难,成本也很高。但最近一段时间,研究人员取得了进步,他们改良了硅光子技术,在芯片中使用了更多的硅材料。


有了硅光子芯片,数据中心的电脑不必浪费时间等待另一台电脑的响应。


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