Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
IGE-XAO
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Nowe podejście do tworzenia układów fotonicznych

ghost666 29 Paź 2019 08:53 360 0
  • Nowe podejście do tworzenia układów fotonicznych
    Prędkość działania mikroprocesorów wielordzeniowych, wykorzystywanych obecnie przez komputery o wysokiej wydajności, nie zależy tak bardzo od taktowania pojedynczego rdzenia, ale od czasu wymaganego do przesyłania danych między różnymi rdzeniami w układzie. Miedziane połączenia stosowane w dzisiejszych mikroprocesorach nie mogą dotrzymać kroku postępowi w wydajności obliczeń i nie zapewniają dostatecznie szybkiej komunikacji. Wiodące firmy z branży półprzewodników, takie jak IBM, Intel i HP, inwestują obecnie miliardy dolarów w przejście na fotonikę - komunikację z wykorzystaniem światła. Podmienienie elektronów fotonami oznacza, że ​​duże ilości danych mogą być przesyłane między rdzeniami procesora niemal natychmiast, co oznacza, że ​​wydajność procesora będzie prawie proporcjonalna do liczby rdzeni i częstotliwości ich zegara, gdyż nie będzie problemu z ograniczającymi je miedzianymi interkonektami.

    Naukowcy z Photonics Research Group zaprezentowali w swoim najnowszym artykule niezwykłe wyniki w dziedzinie fotoniki, od integracji emiterów pojedynczych fotonów w materiałach warstwowych (materiałach 2D) z chipem fotonicznym wykonanym z azotku krzemu. Wyniki prac zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Nature Communications i stanowią kluczowy krok w zakresie podstaw kwantowej fotoniki i poszukiwania nowoczesnych materiałów dwuwymiarowych do zastosowań w elektronice.

    Integracja układów optycznych i elektronicznych w tym samym układzie scalonym pozwala na przetwarzanie większego ruchu danych, przy zasadniczo niższym koszcie i wyraźnym zmniejszeniu zużycia energii. Tego rodzaju układy optoelektroniczne mają na celu uczynienie komunikacji w systemach komputerowych bardziej inteligentną i wygodną.

    Fotoniczne układy scalone (PIC) umożliwiają osiągnięcie lepszej wydajności transmisji danych i miniaturyzację złożonych kwantowych obwodów optycznych przy zoptymalizowanych stratach transmisji i dużej stabilności fazowej. Integracja emiterów pojedynczych fotonów w materiałach 2D pozwala na bardzo wysoką sprawność ekstrakcji światła z tych monowarstw, bez potrzeby dalszego przetwarzania sygnału, umożliwiając efektywne przenoszenie pojedynczych fotonów między urządzeniami podrzędnymi i nadrzędnymi. Na rysunku 1 po lewej stronie zaprezentowano prosty schemat i zdjęcia mikroskopowe takiego rodzaju architektury z emiterami kwantowymi (a. Widok z góry urządzenia; b. Przekrój próbki; c. Zdjęcie mikroskopowe chipu sprzężonego z włóknem; d. Zdjęcie mikroskopowe całego układu PIC.

    "Wyniki te stanowią kluczowy krok w skalowaniu kwantowych urządzeń fotonicznych, przy użyciu zintegrowanych źródeł pojedynczych fotonów opartych na materiałach 2D" komentuje Frédéric Peyskens, pierwszy autor omawianego artykułu.

    Wszystko to można również stosować dla szerokiej gamy materiałów 2D. Są one hodowane w zaawansowanych procesach z wysoką jednorodnością w skali całego układu. Wiele wiodących firm w branży elektronicznej inwestuje znaczny kapitał w celu przejścia od elektroniki do fotoniki w najbliższej przyszłości. Będzie to wymagało niemal natychmiastowego transferu danych i zaoferuje uzyskanie mocy obliczeniowej proporcjonalnej do liczby rdzeni. Przyszłe urządzenia przetwarzające, bez względu na to, czy są to komputery kwantowe, czy nawet proste fotoniczne układy scalone, dały już nową perspektywę zużycia mocy i wszechstronności obliczeń, jaka czeka ten sektor w przyszłości.

    Obecnie branża interesuje się krzemową technologią fotoniczną i przetwarzaniem optycznym, a także projektowaniem i testowaniem w pełni zintegrowanych układów fotonicznych, które wkrótce otrzymają zadanie przesyłania danych z prędkością przekraczającą 25 Gb/s na kanał. Niedługo pozwoli to na produkcję 100-gigabitowych nadajników optycznych. Ponadto pozwoli na tworzenie centrów danych o wyższych prędkościach transmisji danych i znacznej przepustowości dla przetwarzania w chmurze i aplikacji Big Data.

    W układach optoelektronicznych istnieje ogromny potencjał, do wykorzystania przy ewolucji technologii 5G i rozszerzenia możliwości łączenia wielu urządzeń. Oczekuje się, że Internet Rzeczy będzie głównym motorem wzrostu w nadchodzących latach.

    Źródło: https://eetimes.eu/a-new-way-for-photonic-chips/

    Fajne! Ranking DIY
    O autorze
    ghost666
    Tłumacz Redaktor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 napisał 9469 postów o ocenie 7226, pomógł 157 razy. Mieszka w mieście Warszawa. Jest z nami od 2003 roku.
  • IGE-XAO