Nykyprosessoreja voisi tehdä merkittävästi suorituskykyisemmäksi, jos niillä voisi hyödyntää optisia osia tiedonsiirtoon. Massachusetts Institute of Technologyssä on nyt kehitetty tekniikka, jolla tämä onnistuu.
MIT:n tutkijat raportoivat jo 2,5 vuotta sitten kehittäneensä yhdessä Bostonin yliopiston kanssa täysin toimivan mikroprosessorin, jossa samalle sirulle oli integroitu sekä elektronisia että optisia komponentteja. Tuolloin elektroniset komponentit piti valmistaa samalle piikerrokselle kuin optiset osat.
Nyt sama tutkijaryhmä ilmoittaa tehneensä vielä pidemmälle menevän läpimurron. Nature-lehden tuoreessa numerossa tutkijat kuvaavat tekniikkaa, jossa optinen ja elektroninen piirin osa voidaan valmistaa erillisesti. Tämä mahdollistaa uudempien transistoritekniikoiden käytön. Ja kuten 2,5 vuotta sitten, piirien valmistu onnistuu nykyisillä valmistusmenetelmillä.
MIT:n elektroniikkalaboratorion tutkijat Amir Atabaki kehuu sitä, miten optiikka voidaan nyt optimoida itsenäisesti elektroniikasta. – Intel tai Nvidia voisi tällä tekniikalla tuoda signaalit mikroprosessorille tai grafiikkaprosessorille fotoneina. Eikä heidän tarvitse muuttaa nykyisiä valmistusmenetelmiään, Atabaki hehkuttaa.
Kun piirin dataliikenne siirtyy elektronisesta optiseksi, sen nopeus voi kasvaa huomattavasti samalla kun tehokulutus pienenee. Mikäli piireissä pysytään vain elektroniikassa, maailman tietokoneiden virrantarpeen on arvioitu ylittävän maailman sähköntuotannon vuoteen 2040 mennessä.
Optisia tietoliikennepiirejä on jo markkinoilla, mutta ne kuluttavat liikaa tehoa ja tuottavat liikaa lämpöä, jotta ne voitaisiin integroida mikroprosessorin kaltaiselle piirille. Tämän hetken kaupallinen optinen modulaattori kuluttaa 10-100 kertaa enemmän tehoa, kuin MIT:n tutkijoiden uudelle protopiirilleen rakentamat. Se vie myös 10-20 kertaa vähemmän tilaa. Modulaattori perustuu rengas-tyyppiseen resonaattoriin.
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
