Международная группа учёных под руководством исследователей из Пекинского университета в Китае разработала революционный «полностью оптический» чип, который использует свет для синхронизации скорости процессоров и потенциально может достигать тактовой частоты 100 ГГц. Для сравнения, обычные чипы, использующие электричество, имеют тактовую частоту 2–3 ГГц и достигают пика в 6 ГГц.
Процессор использует внутренний тактовый сигнал для синхронизации своих функций, это также определяет скорость его работы. Обычно показатель измеряется в гигагерцах (ГГц), каждый гигагерц равен миллиарду тактов в секунду. Чем выше гигагерц процессора, тем больше его вычислительные возможности.
Теперь учёным удалось установить 100 ГГц на новом оптическом процессоре.
По словам Чанг Лин, доцента Института информационных и коммуникационных технологий Пекинского университета, в обычных чипах для генерации тактовых сигналов используются электронные осцилляторы.
К недостаткам такого подхода относятся слишком высокое энергопотребление, выделение избыточного тепла и невозможность значительно увеличить тактовую частоту. Поэтому исследователи обратились к свету как средству передачи и обработки информации.
Поскольку свет распространяется гораздо быстрее электричества в микросхемах, фотоны, генерирующие эти тактовые сигналы, могут обрабатывать информацию быстрее. Создав на чипе кольцо, напоминающее ипподром, исследователи запустили свет и использовали время каждого круга в качестве стандарта.
Поскольку фотоны движутся со скоростью света, каждый круг занимает всего несколько миллиардных долей секунды, и чипы могут работать на сверхвысокой скорости.
Концептуальная иллюстрация оптоэлектронной системы с использованием фотонных часов.