Новый чип
объединяет
фотонику и техпроцесс.
Сегодня многие разработки в сфере вычислительной техники (особенно это касается квантовых компьютеров) базируются на пересмотре аппаратных решений. Меняются архитектурные принципы и материалы. Тем не менее кремний остаётся дешёвым и распространённым элементом, и уже не один десяток лет используется в массовом производстве. И пусть мы уже явно выросли из его возможностей, но и отказаться от них пока не готовы.
Одним из возможных путей преодоления этих ограничений может оказаться дуэт кремния и света.
Инженеры Пенсильванского университета разработали новый чип, выполняющий логические операции не за счёт электричества, а посредством световых волн. Авторы уверены, что этот чип может радикально ускорить обработку данных и снизить её энергопотребление. А в сегодняшних условиях такое решение особенно пригодится для выполнения сложных математических вычислений, на которых основано обучение нейромоделей.
Конструктивно новое мощное устройство является кремниево-фотонным (SiPh). И хотя сам подход не нов, эта работа ‒ первая ласточка, столь удачно объединившая новаторские исследования в области использования света для обеспечения математических вычислений с существующими кремниевыми технологиями. То есть теперь «обычные» процессоры смогут производить вычисления со скоростью света.
Как объясняет профессор Надер Энгета, лауреат медали Бенджамина Франклина, хитрость в том, что вместо использования кремниевой пластины одинаковой высоты «вы делаете кремний тоньше, скажем, на 150 нанометров», но только не везде, а строго в определённых областях. Благодаря одному этому, без добавления каких-либо других материалов, обеспечиваются средства контроля распространения света через чип.
Посредством такого распределения изменений высот можно направлять рассеивание света, а задав таким образом оптимальные шаблоны чипу, мы сможем получить математические вычисления со скоростью света.
К возросшей эффективности за счёт прироста в скорости и уменьшения потребления энергии, разработка добавляет ещё одно немаловажное преимущество: поскольку многие вычисления могут выполняться одновременно, необходимость хранить конфиденциальную информацию в рабочей памяти компьютера просто отпадает. Такое решение вопроса информационной безопасности сделает будущий компьютер практически неуязвимым для взлома.
По материалам АРМК.