К суперкомпьютерам будущего через кремний
| VAL |
|
Offline
Мэтр, проФАН любви... proFAN of love
Профиль
Группа: Администраторы
Сообщений: 38049
Пользователь №: 1
Регистрация: 6.03.2004
|
Путь к суперкомпьютерам будущего лежит через кремнийИсточник: http://fian-inform.ru/priborostroenie/item...-cherez-kremnij | QUOTE | Через 20 лет обычный ноутбук или смартфон догонят самый производительный современный суперкомпьютер. О том, какую роль в этом сыграет кремниевая оптоэлектроника, и об успехах российских учёных в этой области рассказал в ФИАН директор Института физики микроструктур РАН (ИФМ РАН), профессор Захарий Фишелевич Красильник. Доклад прошел в рамках Вавиловских чтений.
Производство компьютерных процессоров устойчиво развивается уже более 40 лет, причём их производительность удваивается каждые два года. Главные проблемы, с которыми сталкивается отрасль IT, – это увеличение скорости передачи данных и рост энергопотребления. Корни этих проблем, по мнению З.Ф. Красильника, лежат в электрических межсоединениях в процессоре:
«Уменьшая топологический размер, мы как бы увеличиваем быстродействие, но начиная с некоторых размеров быстродействие уже определяется не полупроводниковыми элементами на интегральной схеме, а банальными медными проводами. И в суперкомпьютерах всё зависит от них».
При этом провода, которых в современном процессоре можно насчитать 5 км на 1 см2, уже достигли физического предела в скорости передачи данных.
Преодолеть «потолок» скорости помогут оптические межсоединения. Оптимальным материалом для их создания многие специалисты считают кремний: этот дешёвый полупроводник прозрачен и имеет низкие потери, а межсоединения на его основе совместимы с хорошо разработанными КМОП-технологиями (технологии разработки микросхем на основе комплементарных структур металл-оксид-полупроводник). Мнения о перспективности кремния придерживаются и главные «игроки» в области приборостроения – рынок кремниевой микроэлектроники в 2012 году превысил четверть триллиона долларов.
Кремний известен как достаточно дешёвый полупроводник с хорошими электрическими свойствами, но он не люминесцирует на длине волны 1,5 мкм, используемой при генерации лазерного излучения. Для решения этой проблемы учёные ИФМ РАН решили не использовать кремний в чистом виде, а создавать на его основе сложные наноструктуры, которые, как выяснилось, могут хорошо излучать и быть пригодными для микролазеров. Наноструктуры создаются методом молекулярно-пучковой эпитаксии (синтез полупроводниковых гетероструктур, при котором кристаллический материал выращивается на поверхности нагретой подложки в условиях сверхвысокого вакуума) с использованием различных активных сред: квантовых точек германия на кремнии, редкоземельного иона эрбия, дисилицида железа и др.
В докладе в ФИАН были озвучены и последние мировые достижения в кремниевой микроэлектронике. Основной итог – кремниевая элементная база оптических межсоединений практически создана. Прогресс особенно заметен в разработке соединений на уровне "chip-to-chip" с использованием гибридных лазеров. Уже созданы интегрированные передающий и приемный чипы с кремниевыми оптоэлектронными элементами, со скоростью передачи информации 40 Гб/с и перспективой её увеличения до 1 Тбит/с. Кроме того, в 2013 году IBM начала производство процессора с комбинированными электрическими и оптическими межсоединениями, содержащими компоненты кремниевой нанофотоники. Скорость передачи данных в процессоре превышает 25 Gbps. |
--------------------
|
|
|
1 Пользователей читают эту тему (1 Гостей и 0 Скрытых Пользователей)
0 Пользователей:
Помощь
Поиск
Участники
Календарь
Фотогалерея
Студенческий форум -> Студенческие форумы НИЯУ МИФИ -> Кафедра Микро- и наноэлектроники МИФИ -> Kремниевая микро- и наноэлектроника
