IBM公司使用光取代铜线制造超级计算机芯片

zglloo

IBM的光调制器的作用是将由金属线传输的数字电子信号转换为一系列由硅纳米光学波导管传输的光脉冲。首先，一种输入的激光束（图中红色标记）将被导入光调制器，光调制器（印有IBM标识的黑盒子）就像是一种非常快速的“快门”，它控制着输入激光是否应被阻止或传递到输出波导管。当一个数字电脉冲（图中黄色标记为“1”比特）从左侧到达调制器时，一个窄光脉冲就会被允许通过右侧的光输出。当这里没有电子脉冲到达调制器时（图中“0”比特），调制器就会阻止光从光输出中穿过。用这种方法，该设备可“调制”输入激光束的强度，调制器可将光比特（“1”和“0”）束从电子信号转化为光脉冲
      IBM科学家宣布的一项技术突破，由成千上万独立的处理“大脑”组成并且由数英里铜线相连的超级计算机有朝一日可能变得跟笔记本电脑一样大小。

　　今天的超级计算机所耗费的能源相当于好几百个家庭的消耗总量，这些未来的微型“芯片超级计算机”所耗费的能量仅相当于一盏电灯泡所需能量。

　　在《光学快报》上发表的一篇研究文章中，IBM的研究人员详细描述了他们所取得的重要里程碑式的突破，即核心存储器将通过硅芯片使用光脉冲来传递信息，而不是像现在这样通过电线使用电子信号来传输信息。  

　　这项技术突破在业界被称为“马赫－曾德尔电光调制器”，其作用是将电子信号转换为光脉冲。IBM生产的这种调制器的体积只有以前展示的同类产品的百分之一到千分之一那么大小，为同类产品的开发铺平了道路，也最终完成了将光学线路网络整合在单一芯片上这项工作。这项技术不仅能使核心存储器之间传递信息的速度提高百倍，而且能大大降低产品的成本，同时达到节能的效果，也可以解决芯片发热的问题。

　　IBM研究院科技部副总裁T.C.程称：“IBM和此行业一直致力于将更多的计算核心整合到一个单一的芯片上，但今天的芯片通信技术会使芯片变得过热而且其反应速度太慢也不能满足处理日益增加工作量的需要。我们所做的是一个重要的步骤，即创造一种非常小的而又更具能源效率的方法，将那些核连接起来。这是此前从未有人做过的。”

　　目前，作为世界上最先的进芯片之一，能够支持索尼公司Playstation 3 软件的IBM单元处理器在单一芯片上包含着9个核心。此项新技术的目标在于：通过消除连接它们所需的铜线，创造一种省电的方法将数以百计或数以千计的核心整合到一个微小的芯片上。使用光脉冲代替铜线在核之间传递信息不仅速度可提高100倍，而且可比铜线省电10倍。

　　IBM此项计划的首席科学家维尔·格林称：“我们相信，这将是芯片硅纳米光子学领域的一项重大突破。正如光纤网络使互联网迅速扩容，使用户能够从世界的任何角落得到大量的数据信息一样，IBM的技术将把同样的能力带给计算机芯片。”

　　IBM的光调制器的作用是将由金属线传输的数字电子信号转换为一系列由硅纳米光学波导管传输的光脉冲。首先，一股输入的激光束将被导入光调制器，光调制器就像是一种非常快速的“快门”，它控制着输入激光是否应被阻止或传递到输出波导管。当一个数字电脉冲从计算机核心到达调制器时，一个窄光脉冲就会被允许通过光输出。用这种方法，该设备可“调制”输入激光束的强度，调制器可将数字比特（“1”和“0”）束从电子信号转化为光脉冲。

　　此项研究的相关报告出版在《光学快报》杂志的第15卷，题目为：“超紧凑、超低射频输出功率、10 Gb/s 硅马赫－曾德尔电光调制器”。其作者主要包括：IBM公司T.J.Watson研究中心的威廉·M·J·格林、迈克尔·J·洛克斯和尤里·A·瓦拉索瓦。研究的部分资助还来自于美国国防先进技术研究计划署（DARPA）。

universebreaker

只要調制器對光度的控制度高,接收器對光度強弱的感應也夠強的話
理論上可以進行超高進制運算(一百進制xdd)

ps:用光來傳遞信號的話,未來的電腦是否要鎖在黑房裡用xd("見光死"的電腦xdd)

fwjmath

也要考虑抗干扰性~~~所以说太高的进制也是不现实的~~~高一点的进制的确也是有利于数据传输的速度~~~
用光来传递信号的话也要选择好波长~~~因为外界容易有热涨落产生的光子~~~不过这些问题应该是不在话下了~~~
还有就是这里的光子线路似乎还只是传递信息用的~~~这样的话文中的东西的确是足够了~~~但是如果是正式定义的光子计算机的话是连里边的计算部分都是用光子而不是电子来传递信息的~~~这就涉及到作用于光子的逻辑门的设计了~~~据我所知现在还没有什么好办法~~~因为光子间的相互影响实在不大~~~
而且听过会快很多~~~期待吧~~~

gongmao1_2000

人类科技进步越来越快了,让我有点疯狂的感觉,呵呵

szterry

前景确实令人期待.

ibook

原帖由 szterry 于 2008-1-5 13:49 发表
前景确实令人期待.

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新加坡科学家提出基于热和“声子”的计算机设想

现在的计算机是基于电及其相关性质而设计和制造的,新加坡两位科学家结合自己的研究成果认为,可以基于热和“声子”来设计新一代计算机.
新加坡《联合早报》2日援引新加坡国立大学物理系李保文和王雷的话说,在晶体中传递热的振动也可用来传播和处理信息,这种振动被称为“声子”.科学家已从理论上证明,可以利用热和“声子”的有关特性制造计算机处理信息所需的热二极管、热晶体管和热逻辑门.

    据介绍,在热二极管、热晶体管和热逻辑门中,信息仍然是以“0”和“1”来表示,“0”表示低温,“1”表示高温,信息的处理通过改变温度来控制.例如,李保文和王雷就通过研究证明,可以用热晶体管实现“与”、“或”、“非”等热逻辑门.这一研究成果已在美国《物理评论通讯》杂志上发表.

    两位科学家称,“声子计算机”如能研制成功,那么其中主要流通的将不再是电,而是“声子”或热.它不会像目前基于电的计算机那样大量发热,甚至还有可能从环境中吸取热.

    他们认为,相关研究还会为更有效利用热能带来新希望.李保文举例说,如果能按照热二极管原理设计一种新的隔热材料,就可以减少汽车或建筑物与外在环境的热交换,从而降低车内或室内的空调能耗.

原帖由 gongmao1_2000 于 2007-12-28 15:33 发表
人类科技进步越来越快了,让我有点疯狂的感觉,呵呵

Musi_Zhang

scientific American~?