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狗叫声大全,带有光学器材的CPU可能是高速计算机开展的中心-雷火电竞csgo

admin 雷火电竞app 2019-05-20 248 0

与当时发展趋势相反,未来核算机的中央处理器(CPU)或许变得更大。

未来的CPU体积或许更大,但内部的晶体管的密度要低得多。 为什么? 由于光学晶体管的诞生。

纯光学核算机和混合电子光学核算机的主意并不新鲜。 但最近的一系列发展证明人类或许正在进入一个光学处理的核算机年代。

光学核算机有两个特点使它们具有吸引力。 首先是它们很快:光脉冲是以光速传达。 光学晶体管呈现,其速度十分快(想想飞秒,为千万亿分之一秒)。 这两个特点相结合,使光学核算机比电子核算机快得多。

光学核算机的缺陷是运用光来切换数据一般功率低下,这意味着需求花费很多精力进行核算。 相同地,光传达速度很快,但它也会分散,这意味着组件有必要分隔很远的间隔。

解决方法是混合设备。光带着信息,可是以电子方法履行切换。 有必要吸收光以发生电流。然后,所发生的电流用于调制另一光信号以发生光学晶体管。

能够吸收光(并发生电子)的资料一般十分大,从电子的视点来看,这需求大电容器。 电子呼应遭到电容器充电和放电所需时刻的约束。 在调理光流方面,相同的故事重演:一块资料有必要充电和放电。

不只电容器的充电和放电需求时刻,而且还需求能量。 尽管片上晶体管每比特或许运用大约1毫微焦耳( 10-15焦耳)的能量,但光学系统或许会运用数千倍的能量。 这便是光学互连仅在数据中心(或更大规划)的核算机之间才有含义的原因。

为了取得如此杰出的功用,研究人员利用了光子晶体技能。 在这种情况下,光子晶体基本上是硅片,其间钻有许多孔。 企图穿过平板的光线会碰击这些洞并散射。 可是孔的距离和巨细意味着不管光波走向哪个方向,它都会遇到与其彻底不同类似的波。 结果是没有光。 换句话说,填孔板是一个完美的镜子。

假如从板上移除一行孔,则光被引导到缺失孔的轨迹上。 研究人员在波导的结尾放置了一点点光吸收资料。 当光线照射到吸收资料上时,会发生很多电子。 这使波导成为高速光电二极管。

研究人员设法以40Gb / s传输数据,这是大容量多波长链路的规范。 值得注意的是,这是用单一波长完结的,而且经过吸收资料的细小电容能够完成速度。

可是,研究人员做的工作比传输数据更聪明。 他们用快速光电二极管创建了一个设备。 接下来,他们放置了一个彻底被孔围住的活性资料,发生(差)激光。 当通电时,激光将光走漏到第二波导轨迹中。另一方面,当激光器的有源区域中没有电子时,它将充任吸收器并从波导中吸出光。

有源区电连接到光电二极管(片上,不需求导线)。 当光电二极管吸收光时,它将电子发送到有源区,在那里它扩大沿第二波导传达的任何信号。 当没有光照射到光电二极管时,光在第二波导中被吸收。因而,组合的光电二极管和调制器用作光学晶体管。

研究人员标明,他们能够调制10Gb / s的信号,这大约是光通信的规范速率。 他们还标明,光电二极管和调制器的电容低于2fF,比目前为止的其他任何东西都要小一个数量级。 可是,看起来优化电气负载或许会使数据速率明显进步。

更妙的是,光学晶体管都十分节能。 研究人员标明,他们的技能耗费不到0.1fJ / bit,使其成为片上运用的抢夺者。

这并不意味着咱们很快就会得到光学核算机。下一步将是混合。 研究人员主张,他们的光学晶体管关于坚持多核CPU中的高速缓存之间的一致性十分有用。 它或许还对分配时钟信号很有用。

这也意味着芯片将变得更大。 在不远的将来,将某些功用移动到根据这些混合光学晶体管的核算单元是有含义的。 可是,假如Core i7处理器(内含19亿个晶体管)以光学方法完成,芯片的面积将为48平方米。 在组合光学和电子设备时,需求细心考虑速度,功率和尺度之间的平衡。

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