Новый германий-оловянный лазер может заменить медный провод при передаче данных

Новый германий-оловянный лазер может заменить медный провод при передаче данных

Одной из главных проблем снижения энергопотребления современных полупроводников является наша зависимость от медной проводки. В определенный момент медь просто работает не так как должна: размер провода регулируется определенными рамками (в которые мы обычно затиснуты), и чем меньше сечение провода, тем больше его сопротивление. Это означает, что в конечном итоге вы получаете больше сопротивления в чипе, которое, собственно, и нагревает его. Ученые представили новую лазерную технику, которая способна передавать данные более эффективно, используя германий-оловянный лазер.

Лазерная передача данных годами была Святым Граалем для многих отраслей науки. Чем меньше становятся провода, тем сложней их правильно размещать (в прошлом году мы рассказывали о новом способе укладки меди на чипе), и такого рода уловки занимают больше времени. Способность передавать данные, используя свет, не просто предоставляет огромный потенциальный прирост производительности, но и может значительно снизить энергопотребление. Согласно профессору Грюцмахеру, тактовые сигналы потребляют более 30% энергии, необходимой для перемещения данных внутри современного процессора, что дает некоторое представление о том, сколько энергии можно сэкономить в перспективе.

Кремниевая фотоника и лазерные типы

Это новый германий-оловянный лазер отличается от кремниевой фотоники, исследованию которой Intel посвятил последние 10 лет.  Совершенно очевидно, что он не основан на кремнии или гетерогенной интеграции III-V лазеров, построенных на кремниевой подложке (в одной из статей, мы описывали эволюцию III-V материалов для производства полупроводников).

Новый германий-оловянный лазер может заменить медный провод при передаче данных

Одной из проблем кремниевой фотоники является отсутствие запретной зоны у кремния, то есть он не может излучать свет. Главная задача кремниевой фотоники - продолжать сокращать энергопотребление, урезав его до наименьшей частицы от текущего. Исследовательская группа предлагает германий-оловянный лазер как потенциально более дешевую и простую с точки зрения интеграции в существующие CMOS сборки технологию. Хотя тут есть одна оговорка - для работы такого лазера температура должна составлять -183 градуса по Цельсию. Это сильно ограничивает его использование: даже если все остальные проблемы будут решены, вам понадобится жидкий гелий (много-много гелия) для поддержания рабочей температуры.

Новый германий-оловянный лазер может заменить медный провод при передаче данных

Прогнозируемый план Intel по кремниевой фотонике. Обратите внимание на резкое сокращение энергопотребления от 75 пикоджоулей до 250 фемтоджоулей к 2022, с огромным сокращением цены и размеров

Сейчас эти требования ограничивают пользу альтернативных лазерных методов передачи данных, но если эти технологии смогут работать при комнатной температуре, они значительно ускорят принятие оптических межсоединений в долгосрочной перспективе. Кремниевая фотоника сейчас нацелена на развертывание на предприятиях. Intel не предоставила никакой информации о том, когда начнет использовать эту технологию в производстве пользовательского оборудования, или как она интегрирует ноу-хау в умирающие процессоры.

Источник: extremetech

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top