上圖：Ayar實驗室的光電芯片可以通過光來移動數(shù)據(jù)，但可以通過電子方式進行計算,。

一個新創(chuàng)立的公司近期研發(fā)的光電芯片在提高計算速度的同時,，將數(shù)據(jù)中心的能耗降低了50%。隨著新型光電芯片的誕生以及與頂級硅晶片制造商建立新的合作關(guān)系，麻省理工學院孵化的Ayar實驗室意欲提高計算速度并減少能源消耗,。

在麻省理工學院和其他地方多年研究的支持下,，Ayar開發(fā)了一種通過光來移動數(shù)據(jù)的芯片，但在運算方面則依靠電子的方式,。這種獨特的設(shè)計把快速,、高效的光通信技術(shù)——利用光波傳輸數(shù)據(jù)的組件——整合進了傳統(tǒng)的計算機芯片中，從而取代了效率較低的銅線,。

這種芯片在芯片之間傳輸數(shù)據(jù)方面可以減少大約95%的能源消耗,，并使其相對于銅芯片的通信設(shè)備的帶寬增加了10倍。

實驗室創(chuàng)始人之一的Wright-Gladstein說：“這是一個令人興奮的應(yīng)用,，也是第一個真正需要這項技術(shù)的地方,。”

去年12月,，該公司與全球頂尖的硅晶片制造商GlobalFoundries簽署了一項協(xié)議,，預計在下一年把其第一款名為“Brilliant”的光學輸入輸出系統(tǒng)推向市場。

計算機芯片在具有不同功能的芯片（如邏輯芯片和存儲芯片）之間發(fā)送數(shù)據(jù),。但是,，基于銅芯片的通信，芯片不能發(fā)送和接收足夠的數(shù)據(jù)來充分應(yīng)用它們?nèi)找嬖鲩L的處理能力,。這就產(chǎn)生了一種“瓶頸”,，使得芯片在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時面臨著很長的等待時間。一個解決方案是利用光,。光導線可以利用光的不同波長來傳輸多個數(shù)據(jù),，而每根銅線則只能傳輸一個信號。因此,，光學芯片可以利用更少的空間傳輸更多的信息,。此外，光子學產(chǎn)生的余熱很少,。通過銅線的數(shù)據(jù)會產(chǎn)生大量的廢熱,，這對單個芯片的效率造成了傷害

于是研究人員專注于一種新的微型光學元件，包括光檢測器,、光調(diào)制器,、波導和光學過濾器，它們可以在不同波長上對數(shù)據(jù)進行編碼,，然后傳輸和解碼,。這些芯片是在GlobalFoundries制造工廠生產(chǎn)的，包含850個光學組件和7000萬個晶體管,。

解決芯片輸入輸出的問題僅僅是個開始,。Wright-Gladstein說,，讓Ayar感到興奮的是，這項新技術(shù)對光學領(lǐng)域所具有的意義,。例如,，光學傳感器可被用于自動駕駛或半自動車輛和昂貴的醫(yī)療設(shè)備上。降低制造成本,，同時增加光電芯片的計算能力,，可以使這些技術(shù)更便宜，更容易獲得,。

“我們一開始只是想解決傳統(tǒng)硅芯片的瓶頸問題,，但最終我們對這項技術(shù)的很多地方感到驚喜。這將改變光學的可用性,，以及世界如何利用光學,，這超出了我們現(xiàn)在所能預測的范圍?！?/p>

編譯：Coke 審稿：西莫 編輯：張夢