Электрооптическое устройство обеспечит сверхбыстрые процессоры

Источник «ECONET» / фото - «econet.ua» 01.12.2019 17:37

Первое в истории интегрированное наноразмерное устройство, которое может быть запрограммировано с помощью фотонов или электронов, было разработано учеными исследовательской группы Хариша Бхаскарана из Оксфордского университета.

В сотрудничестве с исследователями из университетов Мюнстера и Эксетера ученые создали первое в своем роде электрооптическое устройство, которое соединяет области оптических и электронных вычислений. Это обеспечивает элегантное решение для создания более быстрых и энергоэффективных модулей памяти и процессоров.

Вычисление на скорости света было заманчивой, но неуловимой перспективой, но с этим достижением оно находится в ощутимой близости. Использование света для кодирования, а также передачи информации позволяет процессам происходить с предельной скоростью - световой. Хотя в последнее время экспериментально уже было продемонстрировано использование света для определенных процессах, отсутствует компактное устройство для взаимодействия с электронной архитектурой традиционных компьютеров. Несовместимость электрических и световых вычислений в основном обусловлена различными объемами взаимодействия, в которых работают электроны и фотоны. Электрические микросхемы должны быть небольшими для эффективной работы, тогда как оптические микросхемы должны быть большими, поскольку длина волны света больше, чем у электронов.

Чтобы преодолеть эту сложную проблему, ученые придумали решение ограничить свет наноразмерами, как это подробно описано в их статье «Plasmonic nanogap enhanced phase change devices with dual electrical-optical functionality», опубликованной в журнале Science Advances, 29 ноября 2019 года. Они создали дизайн, который позволил им сжать свет до наноразмерного объема через, так называемый, поверхностный плазмонный поляритон.

Значительное уменьшение размера в сочетании со значительно увеличенной плотностью энергии - это то, что позволило им преодолеть очевидную несовместимость фотонов и электронов для хранения и вычисления данных. Более конкретно, было показано, что посредством отправки электрических или оптических сигналов состояние фото- и электро-чувствительного материала трансформировалось между двумя различными состояниями молекулярного порядка. Кроме того, состояние этого фазопреобразующего материала считывалось либо светом, либо электроникой, что сделало устройство первой электронно-оптической ячейкой памяти с наноразмерной структурой и энергонезависимыми характеристиками.

«Это очень многообещающий путь вперед в области вычислений, особенно в тех областях, где требуется высокая эффективность обработки», - заявляет Николаос Фармакидис, аспирант и соавтор работы.

Соавтор Натан Янгблад продолжает: «Это, естественно, включает в себя применение в искусственном интеллекте, где во многих случаях потребности в высокопроизводительных вычислениях с низким энергопотреблением намного превышают наши текущие возможности. Считается, что сопряжение фотонных вычислений на основе света с электронным аналогом станет ключ к следующей главе в CMOS-технологиях».

Новость на сайте «ECONET» / Интересные / 2019-12-01T17:37:00+03:00 / 240

Другие новости / Интересные

Интересные