Создан рабочий образец электронно-фотонного процессора
Ученые из трех научно-исследовательских центров США, Колорадского университета в Боулдере, Калифорнийского университета в Беркли и Массачусетского технологического института, представили совместную разработку, обещающую прорыв в микропроцессорной индустрии. Речь идет о т.н. фотонном (оптическом) интерфейсе, позволяющем процессору обмениваться информацией с оперативной памятью, другими процессорами и элементами компьютера при помощи фотонов (т.е. света) — вместо использования традиционных электрических цепей. Преимущества фотонного интерфейса перед электрическим заключаются в следующем:
1) Данные могут передаваться на сколь угодно большие расстояния, не требуя усиления сигнала, что позволяет значительно снизить энергопотребление.
2) Можно одновременно использовать одни и те же каналы, передавая по ним информацию пучками света разного цвета, что позволяет значительно повысить пропускную способность.
3) Длина волны используемого в технологии инфракрасного света (такой же применяется в наших ТВ пультах дистанционного управления) меньше одного микрона. Это обеспечивает очень высокую плотность информации и также способствует повышению пропускной способности внешнего интерфейса.
Созданный учеными процессор представляет собой крошечный, размером 3×6 мм, 2-ядерный чип с архитектурой RISC. Общее количество транзисторов составляет 70 млн. — больше, чем у выпускаемого в начале 2000-х процессора Pentium 4 (55 млн). Внешний интерфейс чипа содержит 850 фотонных компонентов, обеспечивающих пропускную способность в 300 Гбит/с на квадратный миллиметр — в 10-50 раз больше нынешних процессоров с электрическим интерфейсом. При этом энергопотребление составляет 1.3 Вт на передачу информации объемом в 1 Тб/с. Процессор был успешно протестирован несколькими запущенными на нем компьютерными программами, производительность которых напрямую зависит от пропускной способности между процессором и оперативной памятью.
Опытный образец был создан на заводе, выпускающем высокопроизводительные компьютерные процессоры — с использованием традиционных кремниевых и кремний-германиевых материалов. Это означает возможность быстрой и несложной наладки массового производства процессоров с фотонным интерфейсом. Так что не исключено, что уже через несколько лет электронно-фотонные процессоры получат широкое распространение и будут встречаться во множестве электронных устройств, от смартфонов до дата-центров.