光子通信进入计算机芯片

光子通信进入计算机芯片

新型光电芯片和一个顶部硅芯片制造商新的伙伴关系,美国麻省理工学院分拆埃亚尔实验室旨在提高速度和减少计算能耗,从数据中心。 

由麻省理工的研究和其他地方,埃亚尔开发芯片,将数据在光计算电子。这种独特的设计集成了快速、高效的光通信——与使用光波传输数据的组件——传统的计算机芯片,取代了效率较低的铜线;

根据启动,芯片可以减少能源消耗约95%的芯片到芯片的通信,并增加带宽10倍,其铜为基础的同行。科技巨头如脸谱网和亚马逊在大规模数据中心- Ayar的第一个目标应用程序,芯片可以减少总能量的使用率由30提高到50%,说首席执行官亚历克斯赖特Gladstein MBA 15  

“现在,在大型数据中心的带宽瓶颈,说:”Wright Gladstein,谁共同创办阿亚尔Chen Sun PhD的15和Mark Wade,一个科罗拉多大学的毕业生,前麻省理工学院研究员。“这是一个令人兴奋的应用程序,也是第一个真正需要这种技术的地方。”;

十二月,启动写与Globalfoundries达成协议,全球顶级芯片制造商,推出的第一个产品,光学输入输出系统称为辉煌,明年上市。 

该芯片还可以用于超级计算机,Wright Gladstein补充说,这也有类似的效率问题和速度约束数据中心做的。沿着这条路,这项技术还可以改善各个领域的光学,从自主车辆和医疗设备到增强现实。“我们兴奋的不仅仅是这个可以做为数据中心,但什么新的东西,这将在未来使,”Wright Gladstein说。 

看到光明;

埃亚尔的核心技术-现在的学术论文超过25支持的是十年。研究的合作始于2005年在麻省理工学院为国防高级研究项目署的光电优化嵌入式微处理器部分(诗)的项目,由Vladimir Stojanovic,现在在加州大学伯克利分校的电气工程和计算机科学的副教授,在该内存的协作,麻省理工学院的电气工程教授,首席研究员为物理光学和电子集团,和Milos Popovic,现在一个助理教授,波士顿大学电子与计算机工程。 

这个想法是为了帮助数据传输跟上穆尔的Law。Wright Gladstein说,一个芯片上的晶体管数量每两年翻一番,可能,“但我们将数据在这些铜销量并没有以同样的速度增长。” 

计算机芯片在不同功能的芯片之间发送数据,如逻辑芯片和存储芯片。然而,以铜为基础的通信,芯片不能发送和接收足够的数据,以利用其日益增强的处理能力。这造成了一个“瓶颈”,芯片必须等待很长的时间来发送和接收数据。超过一半的时间在数据中心,例如,电路等数据来来去去,Wright Gladstein说。“这是一个巨大的浪费,”她说。“他们在工作时使用的电力几乎和闲置时一样多。”;

一个解决办法是光。光丝可以在不同波长的光下传输多个数据信号,而铜线仅限于每根线的一个信号。因此,光学芯片可以使用更少的空间传输更多的信息。此外,光子产生的废热很少。通过铜线的数据产生大量的热量,这损害了单个芯片的效率。这是数据中心的一个问题,铜线在服务器内部和服务器之间运行;

当时的RAM,Stojanovic研究小组、Popovic都致力于诗的项目,如英特尔和IBM试图设计便宜的大公司,可扩展的光学芯片。合作-然后包括太阳和韦德采取了不同的方法:他们集成光学元件在硅芯片,这是使用传统的CMOS半导体制造工艺,生产出的芯片制造的硬币。“这是激进的想法时,”Wright Gladstein说。“CMOS不利于光学,所以业界老手认为你必须做出重大的改变才能使它发挥作用。”;

为了避免对CMOS工艺进行改变,研究者们专注于一类新的微型光学元件,包括光电探测器、光调制器、波导和光滤波器,它们对不同波长的光进行编码,然后进行传输和解码。他们本质上“黑客”了传统的硅芯片设计方法,利用电子器件制造光学器件的层,使芯片设计包括比芯片结构更为紧密的光学结构;

2015、研究人员,一起在UC伯克利Krste Asanovic的团队做的第一个处理器的使用光和在自然杂志发表的结果。芯片,在GlobalFoundries制造工厂制造,含有850的光学元件和7000万个晶体管,以及传统的芯片在同一工厂生产的进行。 

采取冒险行动;

在幕后,Wright Gladstein已经开始考虑商业化。出版前一年,她注册了麻省理工学院斯隆管理学院,专门负责研究清洁能源的研究人员。以15.366(能源公司),专注于清洁技术的商业化的麻省理工学院,她选择带进教室的技术。“这是迎接每一位研究员做能源相关研究完美的借口,”Wright Gladstein说。 

从300个实验室的巨大水池中,她发现了RAM的光电芯片——“把我吹走了,”她说。能源行业专注于设备创新以节省数据中心的能源。“但是并没有太多的重点放在通过计算本身减少能源,”Wright Gladstein说。“这似乎是一个很好的方式来产生影响。”;

Wright Gladstein成立了一个小组,在课堂上创造一个商业计划和沥青桥面。她还经常与Sun和Wade合作,与潜在的行业客户交谈。当MIT清洁能源奖卷,三的学生进入技术的名义下,optibit和275000美元赢得大奖,巩固了他们的发射启动决策。

“有资金提前支付自己的工资低,有一个小的垫在提高风险资本基金真的说服我们去冒险,”Wright Gladstein说。 

在三藩开店,创业公司持续研发,提高了通信技术的数据传输率。去年,Globalfoundries将在这些不断创新的兴趣,达成了与创业伙伴关系,其中包括一些未公开的资金。今年,Ayar的第一个原型应该到达美国的数据中心,一个计划2019商业版本。

解决芯片输入输出问题只是一个开始。埃亚尔也对其新技术在光学领域意味着什么兴奋,Wright Gladstein说。例如,光学传感器,用于自驾车或半自主车辆和昂贵的医疗设备。降低制造成本,同时提高计算能力,光电芯片可以使这些技术更便宜,更容易获得;

“我们从传统的硅芯片解决这个瓶颈问题,但最终我们兴奋的所有不同的地方,这一技术将去,”Wright Gladstein说。“这将改变光学的可用性,以及世界如何使用光学,超出我们目前所能预测的范围。”

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