Текст: Сергей Попсулин / Фото: flickr by Mr.Pixel
Исследователи из компании Intel заявили о значимом прорыве в области кремниевой фотоники — технологии, позволяющей передавать данные снутри полупроводниковых чипов с помощью импульсов света. В современных микросхемах передача инфы осуществляется по соединениям, предлагающим значительно более низкую скорость.
В статье, размещенной в журнальчике Nature Photonics, описывается новый потоковый фотодетектор (APD — Avalanche Photodetector), созданный для улавливания потока световых импульсов и следующего усиления сигнала в микроэлектронных устройствах.
Сенсор сотворен на базе кремниевых компонент, и это является его основным преимуществом. Другие подобные разработки предполагают внедрение других конструктивных материалов, к примеру, соединения индия и фосфора. Такие соединения значительно дороже, что представляет собой барьер на пути пуска технологии в общее создание. Новый фотодетектор, сделанный из кремниевых компонент, дешевле в изготовлении и, более того, имеет в пару раз более высшую производительность.
Датчик представляет собой крохотное устройство, способное улавливать пульсации света, преобразовывая их в электронные сигналы. В отличие от других детекторов, получающих один фотон и конвертирующих его в один электрон, APD может усиливать приобретенный сигнал неоднократно. Так, главная черта детектора APD — усиленная полоса пропускания (gain bandwidth, произведение коэффициента усиления сенсора на величину его полосы пропускания) — равна 340 ГГц, что приблизительно втрое больше в сопоставлении с другими сенсорами. Современные сенсоры света имеют gain bandwidth равную 120 ГГц.
По словам головного технического директора Intel Джастина Раттнера (Justin Rattner), кремниевая фотоника может показаться на массовом рынке в 2010 г.
Особенностью APD будет то, что его коэффициент усиления и ширина полосы могут пропорционально варьироваться, что открывает некие достойные внимания способности. К примеру, датчик можно настроить или на экономичную работу, или на передачу битов на очень длинноватую дистанцию. В Intel показали возможность сотворения оптических связей со скоростью передачи 40 Гбит/с и еще выше.
Основная цель, которую преследует фотоника, — подмена обычных железных соединений в чипах на световые волноводы для того, чтоб передавать информацию в 10-ки раз резвее. При сохранении тенденции роста числа ядер в микропроцессорах, разработка передачи инфы при помощи света является критически принципиальной, решающей делему «узкого горлышка», когда производительность ядер превосходит производительность каналов передачи данных.
В течение нескольких последних лет вероятные пути коммерциализации фототехнологии изучила не только лишь Intel, да и IBM. Выступая на конференции Intel Developer Forum в августе, главный технический директора Intel Джастин Раттнер (Justin Rattner) заявил, что кремниевая фотоника может показаться в массовых продуктах уже в 2010 г. Он добавил, что согласно его видению разработка должна показаться поначалу в микропроцессорах для настольных ПК, а уже потом — для серверов. Это бы указало на то, что фотоника готова к использованию на массовом рынке, в потребительских товарах.
В разработке нового фотодетектора учавствовали: Агентство передовых оборонных исследовательских проектов США (DARPA), ученые из нескольких американских институтов, также компания Numonyx, сделанная Intel и STMicroelectronics в 2008 г.
Intel ведет разработку и очередной увлекательной технологии под заглавием WISP, которая позволит создавать стопроцентно автономные чипы, не подключаемые к любым источникам электронной энергии, в каких отсутствуют аккумуляторные батареи. Микрочипы сумеют заряжать себя сами, черпая энергию из среды — извлекая ее из перепадов температур, трения, радиоволн и т.д.. Об этом на прошедшей в выходные пресс-конференции в Сан-Франциско поведал Джастин Раттнер. По его словам, после установки таких систем можно будет запамятовать об их обслуживании.
Это могут быть датчики пожара, движения, указатели температуры, измерители кровеносного давления в теле пациента, передающие информацию по беспроводной связи, — вариантов внедрения бессчетное огромное количество. В теории может быть масштабирование автономного датчика до молекулярного уровня. Такие микросистемы сумеют, к примеру, обнаруживать проникновение вируса в воздух либо другую среду.
ужс я даже не могу представить как это больно 