| 0 |
|
По мере роста вычислительной производительности чипам требуются все более быстродействующие соединения — между серверами, между процессором и памятью, между ядрами внутри чипа. Оборотной стороной этого прогресса является рост потребления энергии. В исследовании, выполненном в 2006 г. Министерством экономики, торговли и промышленности Японии прогнозировалось, что на нужды только информационной индустрии этой страны к 2025 г. будет расходоваться почти четверть триллиона киловатт-часов электроэнергии в год. Сегодня это составляет весь энергетический бюджет такой страны как Австралия.
Оптоэлектронные чипы, использующие свет для коммуникаций, рассматриваются как один из способов существенно уменьшить энергетический «аппетит» компьютеров будущего. Сегодняшние оптоэлектронные устройства собираются из кремниевых чипов и оптических компонентов (лазеров, фотодетекторов и модуляторов), изготовляемых по отдельности. Такой способ непригоден для микропроцессоров, требующих значительно более высокой концентрации составных частей.
Наиболее логичный подход, так называемая монолитная интеграция, состоит в том, чтобы размещать оптические и электронные элементы непосредственно на кремниевой подложке. Он активно исследовался в конце
Напротив, монолитная интеграция, весьма трудоемка для внедрения, так как требует от производителей процессоров кардинально менять сложившуюся на протяжении более 50 лет технологию производства микросхем.
Владимир Стоянович (Vladimir Stojanovic), адьюнкт-профессор электротехники MIT и его коллега, профессор Раджив Рам (Rajeev Ram) ведут поиск способов монолитной интеграции оптических компонент, не нарушая существующих процессов производства микросхем. К настоящему времени им удалось, используя технологические линии IBM изготовить чипы с фотодетекторами, кольцевыми резонаторами и волноводами. Единственным этапом, который не удалось реализовать на стандартном оборудовании IBM, это вырезание каналов под волноводами для предотвращения утечки света.
По мнению Стояновича, небольшая модификация процесса по-видимому является неизбежной платой за оптимизацию производительности микросхем. В этом смысле, неопределенность будущего полупроводниковой индустрии, предоставляет шанс, поскольку интегрировать оптику в радикально новую конструкцию микросхем, создаваемую с нуля, будет гораздо легче.
Стоянович и адъюнкт-профессор Майкл Уотс (Michael Watts) также сотрудничают с лабораторией Линкольна в MIT в работе над проектом, рассматриваемым как компромисс между двумя вышеприведенными подходами. В нем оптические и электронные компоненты собираются на отдельных подложках, которые, накладываясь, образуют мультичиповый модуль. Эта методика включает дополнительные технологические этапы, что повышает себестоимость, однако, в ближайшей перспективе она более практична.
Общей проблемой обоих проектов являются лазерные диоды, которые пока не удается разместить в чипе. Тем не менее, некоторая подвижка в этом направлении уже наметилась. В 2010 г. был продемонстрирован первый оптический лазер на основе германия. Этот материал используется в производстве микросхем, что создает предпосылки для непосредственной интеграции таких лазеров на подложку.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
