Да будет свет: ученые создали первый в мире фотонный процессор

Группа исследователей под руководством профессора Владимира Стояновича из Калифорнийского университета в Беркли разработала микропроцессор, в котором для передачи данных вместо электрических импульсов используются световые лучи. Это позволило обеспечить удельную пропускную способность в 300 Гбит/с на квадратный миллиметр, что превышает показатели современных чипов в 10-50 раз.

Представленный процессор не является полностью фотонным. Ученые создали гибридную светоэлектронную систему с 850 оптическими портами ввода-вывода. Затраты энергии на отправку бита по световоду составляют всего 1.3 пДж, что эквивалентно потреблению 1.3 Вт при передаче одного терабита в секунду. Разработанный чип построен на архитектуре RISC-V, включает два ядра и мегабайт памяти SRAM. Размеры кристалла составляют всего 6x3 мм.

С помощью света можно при одних и тех же энергозатратах передавать данные на расстояние от долей миллиметра до километров, а использование волн разной длины позволяет организовать несколько независимых потоков информации. Исследователи надеются, что технология фотонных процессоров будет готова для коммерческого применения уже через несколько лет, но некоторые эксперты настроены более скептично.

По словам Энтони Леви, физика из Центра фотоники при Университете Южной Калифорнии, ученым пока не удалось решить проблему с большими оптическими потерями и высокой рассеиваемой мощностью. Кроме того, фотонные процессоры могут занимать намного больше места, чем обычные микрочипы.

Источник: Berkeley, IEEE Spectrum