JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Fotoniikka ja CMOS-valmistus ovat löytämässä yhteisiä säveliä ja siten tehostavat elektroniikkaa. MIT:stä irrotettu Ayar Labs on kehittänyt siruja, jotka siirtävät dataa valon avulla mutta prosessoivat laskentaa elektronisesti. Uudenlainen rakenne yhdistää nopean ja tehokkaan optisen tiedonsiirron perinteisen tietokonepiirin laskentaprosessiin.

Ayar Labsin mukaan sirut voivat vähentää energiankulutusta noin 95 prosentilla sirujen välisessä viestinnässä ja kasvattaa kaistanleveyttä kymmenkertaiseksi vastaaviin kuparipohjaisiin versioihin nähden. Massiivisissa datakeskuksissa sirut voisivat vähentää kokonaisenergiakulutusta 30-50 prosenttia, sanoo toimitusjohtaja Ayarin Alex Wright-Gladstein.

Joulukuussa Ayar sopi GlobalFoundriesin kanssa tuottavansa ensimmäisen tuotteensa, optisen Brilliant I/O-järjestelmän, markkinoille ensi vuonna.

Nykyinen mikropiiritekniikka ei sellaisenaan oikein sovi optiikkaan mutta CMOS-prosessin perusteellisten muutosten välttämiseksi Ayarin kehittäneet tutkijat keskittyivät uudenlaisiin miniatyrisoitujen optisten komponentteihin ja "hakkeroivat" perinteisen piisuunnittelun menetelmiä tavalla joka mahdollisti piirisuunnitelman sisältävän optiikkaa tiukemmin konfiguroituna kuin milloinkaan aiemmin mikropiirien rakenteissa.

Heprean yliopiston (HU) fyysikko Uriel Levy tiiminsä kanssa ovat luoneet puolestaan teknologiaa, jonka avulla tietokoneet ja optiset viestintäpiirit voivat toimia sata kertaa nopeammilla eli terahertsien nopeuksilla.

Terahertsisen mikrosirun luomisen kaksi suurta haastetta ovat ylikuumeneminen ja skaalautuvuus. Flash-muistitekniikasta tuttua MONOS-rakennetta (Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon) käyttäen Levy ja hänen ryhmänsä ovat kehittäneet uudenlaisen integroidun piirirakenteen.

Nykyiset piiritason fotoniikkarakenteet, esimerkiksi mikroresonaattorit ovat oleellisia osia piifotoniikassa. Kuitenkin niiden ominaisuudet vaihtelevat liiaksi valmistuksen varianssien vuoksi. Integroimalla MONOS-rakenteita piifotoniikan piireihin voidaan tämä hankaluus voittaa, kun esimerkiksi resonaattoreiden sähköinen jälkikäteinen virittely tulee mahdolliseksi.

MONOS-rakennetta käytetään ansoittamaan varauksia ohuessa piinitridikerroksessa, joka sijaitsee piikerroksen läheisyydessä. Tämä mahdollistaa varauksen kertymisen piihin ja siten muokaten optisen tilan indeksiä ja siten resonanssitaajuutta.

Tämä lähestymistapa mahdollistaa fotonisten rakenteiden, kuten resonaattoreiden ja interferometrien tehokkaan hyödyntämisen sirutason piifotoniikan ja elektro-optiikan järjestelmissä, jotka ulottuvat suodattimista, kytkimistä ja modulaattoreista antureihin ja jopa lasereihin.

Laajimmillaan onnistuessaan tekniikka mahdollistaa nykyisten 8-16 gigahertsisten tietokoneiden toimimisen tulevaisuudessa terahertsien nopeuksilla.

Veijo Hänninen
Nanobittejä 16.4.2018

 
 

Pelottaako kuvien varmuuskopiointi verkkoon? Harkitse omaa pilveä

Viime vuonna otettiin huikeat 1,2 biljoonaa eli 1200 miljardia digitaalista valokuvaa1, joista noin 85 prosenttia älypuhelimilla. Kuvat säilyttävät muistojamme, jotta voimme palata myöhemmin niihin hetkiin, jotka muovaavat elämäämme ja kertovat tarinoitamme perheellemme ja ystävillemme. Puhelimen kadottaminen saattaa kuitenkin tarkoittaa myös näiden arvokkaiden muistojen hukkaamista. Niinpä on ehdottoman tärkeää varmistaa, että niistä on varmuuskopio.

Lue lisää...

Mitä IoT-rauta vaatii?

Pärjätäkseen IoT-markinoilla laitevalmistajien täytyy oppia innovoimaan nopeammin. IoT-sovelluksien kirjo on loppumaton ja menestyvät yritykset antavat kehittäjilleen mahdollisuuden jatkuvasti tunnistaa ja toteuttaa uusia ja yhä hyödyllisempiä tapoja valjastaa käyttöön antureita, monitoroida erityyppistä dataa ja ohjata laitteiden ekosysteemejä.

Lue lisää...
 
ETN_fi Viranomaisverkko Virveen tulee mobiililaajakaista ensi vuonna. Kumppanioperaattorikin selviää kilpailutuksessa v. 2… https://t.co/TtNorpIQy2
ETN_fi Ensimmäinen AVR-pohjainen Arduino-kortti. Lisätietoja Mouserilta. https://t.co/7yazvkOkV1
ETN_fi Nokialle 2+ mrd euron sopimukset kiinalaisoperaattorien kanssa. https://t.co/LJ6OPq0kb7
ETN_fi Mercedes voittaa jatkossa F1- ja sähköformulakisoja On Semin tehonhallintatekniikalla. VB77 for WDC in 2019! https://t.co/EjpdlTQwop
ETN_fi Beneq's transparent Lumineq matrix displays just got a lot bigger. See https://t.co/FDvZwrVGId
 
 

ny template