Пока внимание всего мира сконцентрировано на новых технологиях снижения энергозатратности процессоров и более ёмких аккумуляторах для смартфонов, группа исследователей в Колорадском университете в Боулдере задалась совершенно другим вопросом — а почему, собственно, мы должны настолько полагаться на электричество? Ведь передача данных посредством электроимпульсов сама по себе требует значительных энергозатрат. А если использовать для передачи информации совершенно иную среду?
Группа учёных из Колорадо в сотрудничестве с Калифорнийским университетом в Беркли и Массачусетским технологическим институтом, которые тоже имеют наработки в этой сфере, создала инновационный процессор, использующий для передачи данных световые оптические импульсы вместо электрических сигналов. 850 оптических компонентов ввода-вывода позволяют чипу продемонстрировать в 10-50 раз большую пропускную способность, нежели у процессоров, базирующихся на традиционной электронике. Авторы проекта заявляют о пропускной способности в 300 Гбит/с на 1 кв. мм площади чипа.
Активный участник проекта, доцент Колорадского университета Милош Попович отмечает, что цепи, основанные на передаче света, приведут к кардинальным изменениям в вычислительной технике, архитектуре сетевых чипов в приложениях самого различного класса, от смартфонов до больших дата-центров. По словам специалиста, многие конструкторы компьютерных систем с нетерпением ожидают появления новой технологии.
Традиционные микросхемы, которые можно найти в любом устройстве, от ноутбуков до суперкомпьютеров, используют электрические цепи для «общения» друг с другом и передачи информации. За последние годы количество энергии, необходимое для этих целей, увеличилось в разы. Причиной тому стали значительно возросшая скорость и объёмы передаваемых данных. Смена среды передачи на оптическую, по мнению учёных, должна устранить эту проблему. Но насколько сложно реализовать это на уровне технологий?
Соавтор проекта Колорадского университета Марк Уэйд объясняет, что учёным удалось создать инновационный чип, повторно используя материалы и производственные шаги, применяемые при конструировании электрических устройств. В ближайшем будущем он позволит строить сложные электронно-фотонные системы, которые решат проблему «бутылочного горлышка» в вычислительной технике.
Прототип, созданный учёными, пока не поражает воображение производительностью. Он состоит всего из двух вычислительных ядер, расположенных на площадке 3 × 6 мм. Основная задача проекта — показать, что рост потребления электричества не всегда является решением для производства более мощных компонентов. Экономные и производительные устройства вполне можно создавать, всего лишь манипулируя базовыми характеристиками нескольких элементов.
Результатом проекта стало создание двух стартап-компаний. Примечательно, что одна из них, Ayar Labs, ранее в этом году получила награду Clean Energy Prize от Массачусетского технологического института.
