研究人員首次在微處理器內(nèi)融入光子元件
日前,美國研究人員首次在微處理器集成電路芯片內(nèi)融入光子元件,為創(chuàng)制高速低功耗計算機處理器探索途經(jīng)。 這一處理器采用簡化指令組計算機(RISC-V)架構(gòu),包含超過7000萬個晶體管和850個光子元件,而且是在一座現(xiàn)有芯片工廠內(nèi)制作,顯示出相關(guān)工藝與現(xiàn)有生產(chǎn)程序可以兼容。 這項研究由加利福尼亞大學(xué)伯克利分校、麻省理工學(xué)院和科羅拉多大學(xué)博爾德分校的研究人員合作實施。項目專家介紹說,上述微處理器芯片呈長方形,各邊尺寸分別為3毫米和6毫米,其中光子元件充當輸入/輸出端口。 “這是一個里程碑,”加利福尼亞大學(xué)伯克利分校電氣工程和計算機系副教授弗拉迪米爾·斯托亞諾維奇說,因為“這是第一個用光線實現(xiàn)與外部世界(數(shù)據(jù))通信的處理器”。 光學(xué)通信與電子通信相比,有帶寬大、功耗低等優(yōu)勢。光學(xué)通信迄今已極大改善計算機與計算機之間的數(shù)據(jù)通信,即計算機網(wǎng)絡(luò)通信,但把這些效能引入計算機內(nèi)或計算機微處理器芯片內(nèi)部并不容易。 商業(yè)化大規(guī)模電子集成電路制造工藝復(fù)雜、設(shè)備昂貴,所以研究人員著力降低在芯片內(nèi)引入光子元件所需增加的成本以及可能導(dǎo)致的殘次品率。所以,他們在蝕刻環(huán)形調(diào)制器、光探測器、垂直耦合器等光子元件時盡可能地利用硅鍺晶體管、多晶硅和單晶硅層的特性,以晶體管的管體充當波導(dǎo)管。 |




