IBM科學(xué)家用光代替電信號實現(xiàn)電腦芯片間通信

發(fā)布：cyqdesign 2011-07-21 10:20 閱讀：2531

IBM的科學(xué)家首次揭示他們朝通過光脈沖（pulsesoflight）進(jìn)行通信的微型硅電路（tinysiliconcircuit）取代通過銅線（copperwire）在電腦芯片（computerchip）間進(jìn)行通信的電信號（electricsignal）這一方向邁出了顯著性的一步。隨著這項研究在科學(xué)雜志《自然》（Nature）的最新一期上發(fā)表，這將是改變電腦芯片間通信方式的一個重要進(jìn)步。

   這種被稱為納米光子雪崩光電探測器（nanophotonicavalanchephotodetector）的設(shè)備，是同類設(shè)備中最快速的，并且在高能效計算方面實現(xiàn)了突破；同時將對電子產(chǎn)業(yè)的未來產(chǎn)生重要影響。

   這種IBM的設(shè)備探測了鍺（Germanium）的“雪崩效應(yīng)”（avalancheeffect），鍺是一種目前被廣泛用于微處理器芯片（microprocessorchip）產(chǎn)品的材料。像陡峭山坡上的雪崩一樣，一束入射光的脈沖最初僅僅釋放少數(shù)的電荷載（chargecarrier），這些電荷載子再輪流釋放其他的載子，直到原始信號被放大很多次。常規(guī)的雪崩光電探測器無法快速檢測光信號，因為實現(xiàn)雪崩效應(yīng)的過程太緩慢。

   “這一創(chuàng)新使得我們對芯片上的光學(xué)互聯(lián)（on-chipopticalinterconnections）的想象更接近現(xiàn)實，”IBM研究科學(xué)與技術(shù)部副總裁陳博士（Dr.T.C.Chen）說�！巴ㄟ^嵌入處理器芯片的光通信，建立Exaflop（1018次，是千萬億次petaflop的1000倍）級水平的高效能計算機系統(tǒng)的愿景將在不太遙遠(yuǎn)的未來實現(xiàn)�！�

   IBM展示的雪崩光電探測器是世界上同類設(shè)備中最快速的設(shè)備。它能夠接收到高達(dá)400億比特每秒（40Gbps）速度的光信號，并且同時將速度提高10倍。此外，這種設(shè)備只需要1.5伏的電壓供應(yīng)就能運行，這比之前展示的產(chǎn)品的耗電量小20倍。因此很多這類微型通信設(shè)備可能僅需一節(jié)小型的五號電池（AA型，電壓1.5伏）就可以工作，而傳統(tǒng)的雪崩光電探測器需要20-30伏的電量供應(yīng)。

   “這一顯著性提高之所以能夠?qū)崿F(xiàn)，是因為我們在僅僅幾十個原子的水平上來操控原子的光學(xué)與電子特性，進(jìn)而很好地實現(xiàn)了超出接受邊界以外的性能，”這篇論文的領(lǐng)銜作者阿塞法博士（Assefa）說�！斑@些微型設(shè)備具備探測非常微弱的光脈沖、并且以前所未有的帶寬將它們放大、同時使額外產(chǎn)生的不必要的噪聲最小化的能力�！�

帖子

IBM科學(xué)家用光代替電信號實現(xiàn)電腦芯片間通信