新计算机芯片中的速度加控制:减慢光线到声音

光线快速传播 - 有时在数据处理方面有点太快

今天发布,我们的论文描述了一种新的存储芯片设计,它允许我们暂时将光速减慢到可控制的速度,以便更好地控制计算机处理

在微芯片的导线中,光包被成功存储为高音声波 - 比超声波高约1000倍

这根细线比人类头发薄约100倍,设计用于引导光波和高频声波,称为超声波

这是第一次实现这一目标

传输的信息包的延迟是由光和声之间的行进速度的巨大差异引起的

这是我们每次通过计算闪电与雷声之间的秒数来确定雷暴远离我们的距离时所经历的事情

阅读更多:紧紧抓住它:如何(和为什么)停止光线今天即使是小型笔记本电脑也使用多个处理器,例如双核或四核

这在高性能机器,超级计算机或大型数据中心中更为明显

在几个处理器之间划分计算是一种提高性能的方法,在计算机语言中称为并行计算

然而,这种并行化提出了新的问题:不同的核心必须相互通信并且像大型管弦乐队一样同步执行

电子产品开始达到极限

处理器之间的连接遭受损失并产生热量

这是您的笔记本电脑变热的主要原因

在工业规模上,热量变得几乎无法控制

就在上个月,有人宣布在北极圈内建造世界上最大的数据中心,以解决这些中心的热量问题

处理器之间的光学链路可以帮助解决这个问题:编码为光包的数据可以提供大带宽,高速度并且不产生热量

虽然光速在全球互联网上发送数据时具有很大的优势,但在小芯片上掌握是一个真正的挑战

光线在百万分之一秒内传播300米

为了在不同的处理器之间提供连接,我们需要在接收处理器仍被占用时停止或延迟灯的方式

换句话说,我们需要一个缓冲区用于芯片上的光包

但是,在用于电子存储器的通用芯片设计中缓冲光学数据会导致速度和带宽的损失

我们的新研究表明,光波的所有特性 - 即亮度,颜色和相位 - 都可以转换为超声波,这样做可以进行缓冲

使用光实现大数据速率的一个原因在于它能够以不同波长或颜色同时传输数据

使用多种颜色就像在拥挤的高速公路上打开更多的车道

我们在光的情况下作为不同颜色体验的是声波的不同音高

我们表明,不同的颜色可以存储为不同的倾斜声波,并且重要的是可以在之后明确地识别

我们的新设计的基本操作原理 - 具有称为延迟线存储器的现象 - 如下:阅读更多:解释器:科学家如何发明新颜色这个过程类似于20世纪初建立的第一台计算机的操作

这里的信息暂时存储在声波中,当处理器被占用时,这些声波在水银管中传播

因此,随着计算机芯片达到其性能极限,使用声波的基于延迟线的存储器的旧观念正在卷土重来

这次它不是庞大的水银管,而是微芯片上的微小光线,能够处理更多的数据

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