IBM已经证明,利用现有的制造技术将光学电路烘焙成硅处理器在商业上是可行的,这可以为更快、更低成本的计算机通信奠定基础。
正如IBM所称,硅纳米光子学技术可以从根本上简化和扩展光网络设备的设计。就像集成电路提供了一种轻松地将数十亿个单个晶体管捆绑成强大微处理器的方法一样,硅纳米光子学可以将光学元件压缩成更小、更强大的构成因素。
研究人员将讨论他们的工作在IEEE国际电子设备会议本周在旧金山。他们将描述IBM如何使用标准的90纳米半导体制造技术,在单个硅片上制造光调制器和光电探测器——他们声称这是行业首创。
这些组件可以用来在芯片上创建一个WDM(波分多路复用)收发器,该收发器可以以高达25Gbps的速率传输数据。有了这种制造过程,理论上就有可能开发出一种能以每秒1兆比特或更快速度传输数据的芯片。
IBM的研究人员一直致力于这一技术超过10年,所罗门Assefa,一个纳米光子学科学家,IBM研究院,谁参与了工作说。
该公司发表了一个概念证明但这项新工作的重点是如何利用现有的制造工艺来制造光学元件,而不损害单个晶体管的可靠性或性能。在制定以合理成本制造部件的方法方面还进行了其他工作。
总的来说,用光信号传输数据比用电子传输要好,Assefa说。光信号比电子信号移动得快。不同波长的多个光信号可以在同一管道中互相传递。此外,在最佳条件下,光可以传播更长的距离而不需要再生。
今天,用于运行光纤网络的光网络组件是由不同的硅和光子组件组装而成的。阿塞法表示,将所有功能集成到一块芯片上可以节省资金,因为它将“利用微电子行业现有的工具和流程”。
阿塞法说,硅还允许“非常密集的集成”。“你可以有50条车道,而不是只有一条。通过一个芯片,你可以获得巨大的带宽。”
因此,硅纳米光子学可以简化和降低运行光纤网络所需的路由组件的成本。它还可以用来促进计算机内部更快的数据通信,取代目前使用的基于电子的总线。
这种技术的一个热心用户可能是高性能计算领域。今天的超级计算机的瓶颈不是处理器本身,但数据可以在处理器和内存之间移动。阿塞法说:“他们正在遭受痛苦,因为现有的互联网络带宽有限,无法扩展,而且价格昂贵。”
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