集成光子学可以解决海量数据的功率和速度问题

随着数据以每年70%的速度增长，分析人士预测，在几年内，数据中心可能没有足够的电力来支持所有的数据存储和传输。

这是一个不可持续的指标;这也凸显了对数据使用的需求日益增长。根据埃因霍温理工大学的研究，解决这一悲惨现实的方法是集成光子学。

光子照亮计算之路

在去年的IEEE会议上，埃因霍温理工大学的Meint K. Smit教授主讲电子学与光子学的集成雷竞技最新app。

混合electronic-photonic处理器。图片由Milos提供Popović和加州大学伯克利分校

Smit指出，光子技术的里程碑落后于电子技术大约二、三十年。此外，每个芯片集成的光子元件数量预计将在2030年后的某个时候超过10万个，但很可能永远不会达到我们现在看到的每芯片数百万个光子元件的水平。

光放大器类似于备受推崇的晶体管，它与相位调制器(电阻)、偏振变换器(电容器)和波导(电线)一起是光学系统最重要的组成部分之一。

埃因霍温理工大学在集成电子和光子元件方面投入了大量研究。图片由星期二

光学是一个新兴的行业，根据Blavatnik博士的校友Michal Lipson，它已经在过去的15年里发生了彻底的变革。2019年在纽约科学院，她谈到了如何光学系统克服了电子技术中最受技术限制的因素之一:功耗。

Lipson讨论了公司如何将他们的数据中心放置在统一冷的地方，甚至是在走到这一步把它们埋在海里以便有效地冷却它们。她说:“我们可以利用光将微电子元件与处理器、处理器与存储器连接起来……而且它不消耗任何能量。”

Ayar实验室致力于将光子学集成到cpu中

在过去的五年里，大学和创业公司是光学研究发展的主要动力。

上周，美国初创公司Ayar Labs宣布已成功获得3500万美元的B轮融资，投资方包括Downing Ventures和BlueSky Capital。开发光互连(OIO)技术。

Ayar实验室的这条道路始于2015年，当时研究员孙晨(Chen Sun)与人合著了一篇论文，详细描述了这一过程如何将一个电子微处理器与一个3毫米x 6毫米的光学处理器结合在一起。该芯片由铸造厂制造，包括7000万个晶体管和850个光子元件。

第一代电子/光学混合协同处理器于2015年在伯克利共同开发。图片由Glenn J. Asakawa提供加州大学伯克利分校

伯克利大学的研究人员称，这一进展在2015年是一个重大突破，可能是此类突破的首个。

“这是一个里程碑。这是第一个可以利用光与外部世界通信的处理器，”领导该芯片开发的加州大学伯克利分校电气工程和计算机科学副教授Vladimir Stojanović说。“没有其他处理器在芯片中有光子I/O。”

OIO技术:更多的带宽，更少的功率和延迟

一份由Ayar Labs在2019年撰写的技术简报提供了建议关于混合处理器I/O潜力的具体细节:

• 每位能量消耗不到5皮焦耳(低于现代SerDes的一半，112 Gbps)
• 将延迟提高10倍
• 长期将带宽提高到100 Tbps，超过了电气互连的可能性

Ayar实验室的SoC表示演示了一个太比特PHY封装单片光(MIPO) I/O的光互连。图片由Ayar实验室

在处理器互连技术方面，研究人员、初创公司和大公司似乎正处于重大变革的风口浪头。基于光子学的混合处理器解决了电子半导体行业面临的两个主要问题:功率和速度瓶颈。雷竞技最新app

自2015年以来，Ayar Labs一直致力于提供解决这些紧迫问题的方案。到2020年，全球范围内的研究将加速，冷却技术市场将升温。

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你从事光子学技术方面的工作吗?在将光学技术集成到传统电子芯片上的过程中，你认为会遇到什么障碍?请在下面的评论中分享你的想法。