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Chip usa la luce per trasferire i dati!
Gli scienziati affrontano il problema del "collo di bottiglia di calcolo" (quando un componente raggiunge i suoi limiti) usando i fotoni per trasferire i dati.
I ricercatori sviluppano un sandwich a due chip utilizzando un chip elettronico integrato con un chip fotonico per creare un dispositivo in grado di trasferire dati a velocità ultrate.
“Esiste una domanda continua di aumentare la velocità della comunicazione dei dati tra diversi chip non solo nei data center ma anche nei computer ad alte prestazioni. Come potenza di calcolo della scala dei chip, la velocità di comunicazione può diventare il collo di bottiglia, in particolare sotto rigorosi vincoli di energia ", afferma Azita Emami, Andrew e Peggy Cherng Professore di ingegneria elettrica e ingegneria medica; ufficiale esecutivo per ingegneria elettrica; e autore senior del giornale.
Per affrontare questo problema, i ricercatori della Caltech e dell'Università di Southampton in Inghilterra hanno progettato un chip elettronico integrato con un chip fotonico (utilizza la luce per trasferire i dati). Questo dispositivo è ottimizzato per lavorare insieme ed è in grado di trasmettere dati a velocità ultrata. Questo dispositivo è, in futuro, può essere adattato alle sale e ai data center di alto grado.
Oggi i data center sono costruiti sott'acqua mentre funzionano e devono essere raffreddati. E se il dispositivo è creato meglio, può trasferire più dati e generare meno calore. Poiché l'elaborazione dei dati viene eseguita principalmente sull'elettronica e la trasmissione non richiede necessariamente l'elettronica (per es. Comunicazione in fibra ottica), possiamo introdurre qui un concetto di fotonica e elaborare la trasmissione dei dati usando la fotonica.
Il processo, dall'idea iniziale al test finale in laboratorio, ha richiesto quattro anni per essere completato, con ogni scelta di progettazione che influisce su entrambi i chip. "Abbiamo dovuto ottimizzare l'intero sistema allo stesso tempo, il che ha permesso di raggiungere un'efficienza energetica superiore", afferma Hashemi. "Questi due chip sono letteralmente realizzati l'uno per l'altro, integrati l'uno nell'altro in tre dimensioni."
L'interfaccia ottimizzata risultante tra i due chip consente loro di trasmettere 100 gigabit di dati al secondo, producendo solo 2,4 joule pico per bit trasmesso. Ciò migliora l'efficienza elettrica elettro-ottica della trasmissione di un fattore di 3,6 rispetto all'attuale stato dell'arte. Un picojoule è un trilionario di un joule, che è definito come l'energia rilasciata in un secondo da una corrente di 1 ampere attraverso una resistenza di 1 ohm, o circa 0,24 calorie.
I ricercatori sviluppano un sandwich a due chip utilizzando un chip elettronico integrato con un chip fotonico per creare un dispositivo in grado di trasferire dati a velocità ultrate.
“Esiste una domanda continua di aumentare la velocità della comunicazione dei dati tra diversi chip non solo nei data center ma anche nei computer ad alte prestazioni. Come potenza di calcolo della scala dei chip, la velocità di comunicazione può diventare il collo di bottiglia, in particolare sotto rigorosi vincoli di energia ", afferma Azita Emami, Andrew e Peggy Cherng Professore di ingegneria elettrica e ingegneria medica; ufficiale esecutivo per ingegneria elettrica; e autore senior del giornale.
Per affrontare questo problema, i ricercatori della Caltech e dell'Università di Southampton in Inghilterra hanno progettato un chip elettronico integrato con un chip fotonico (utilizza la luce per trasferire i dati). Questo dispositivo è ottimizzato per lavorare insieme ed è in grado di trasmettere dati a velocità ultrata. Questo dispositivo è, in futuro, può essere adattato alle sale e ai data center di alto grado.
Oggi i data center sono costruiti sott'acqua mentre funzionano e devono essere raffreddati. E se il dispositivo è creato meglio, può trasferire più dati e generare meno calore. Poiché l'elaborazione dei dati viene eseguita principalmente sull'elettronica e la trasmissione non richiede necessariamente l'elettronica (per es. Comunicazione in fibra ottica), possiamo introdurre qui un concetto di fotonica e elaborare la trasmissione dei dati usando la fotonica.
Il processo, dall'idea iniziale al test finale in laboratorio, ha richiesto quattro anni per essere completato, con ogni scelta di progettazione che influisce su entrambi i chip. "Abbiamo dovuto ottimizzare l'intero sistema allo stesso tempo, il che ha permesso di raggiungere un'efficienza energetica superiore", afferma Hashemi. "Questi due chip sono letteralmente realizzati l'uno per l'altro, integrati l'uno nell'altro in tre dimensioni."
L'interfaccia ottimizzata risultante tra i due chip consente loro di trasmettere 100 gigabit di dati al secondo, producendo solo 2,4 joule pico per bit trasmesso. Ciò migliora l'efficienza elettrica elettro-ottica della trasmissione di un fattore di 3,6 rispetto all'attuale stato dell'arte. Un picojoule è un trilionario di un joule, che è definito come l'energia rilasciata in un secondo da una corrente di 1 ampere attraverso una resistenza di 1 ohm, o circa 0,24 calorie.