Это устройство передаёт информацию быстрее, чем вы думаете — и потребляет меньше энергии

Что, если бы компьютеры могли передавать данные не электричеством, а светом? Оказалось, это не только возможно, но и уже реализовано.

Американские исследователи из Колумбийского университета представили 3D-фотонно-электронный чип, способный передавать 800 гигабит в секунду. И всё это — с минимальными энергозатратами. Такой результат стал возможен благодаря интеграции фотоники с КМОП-электроникой — давно обсуждаемой, но до недавнего времени недостижимой идеей.

Почему это важно

Современные системы ИИ всё чаще упираются в технологические ограничения. Огромные объёмы данных, сложные модели и потребность в высокой скорости обмена информацией между памятью и процессорами тормозят развитие. К тому же, традиционные электронные интерфейсы потребляют слишком много энергии и создают задержки.

Фотонные технологии решают эти проблемы — свет передаёт информацию быстрее и требует меньше энергии. Но одно дело — теоретически, другое — реализовать это на практике.

Как работает новый чип

• Пропускная способность: 800 Гбит/с.
• Энергоэффективность: 120 фемтоджоулей на бит.
• Компактность: 80 фотонных передатчиков и приёмников на одном чипе.
• Плотность передачи: 5,3 Тбит/с на кв. мм.

Передача данных осуществляется по 10-гигабитным каналам с энергопотреблением всего 50-70 фемтоджоулей на бит. При этом конструкция полностью совместима с массовым КМОП-производством — её уже можно запускать на заводах с 300-миллиметровыми пластинами.

Перспективы технологии

Чип подходит не только для ИИ — его можно использовать в телекоммуникациях, суперкомпьютерах и распределённых системах хранения. Он решает сразу две главные задачи: ускорение обработки данных и снижение энергозатрат.

Как отмечают авторы разработки, это первый шаг к аппаратуре, которая позволит ИИ работать быстрее, дешевле и экологичнее. И, возможно, откроет новую эру в архитектуре вычислений.

Уточнения

Интегра́льная схе́ма (ИС); интегра́льная микросхе́ма (ИМС), микросхе́ма - микроэлектронное устройство - электронная схема произвольной сложности (кристалл), изготовленная на полупроводниковой подложке (пластине или плёнке) и помещённая в неразборный корпус или без такового в случае вхождения в состав микросборки.