光电芯片减少能源使用量，提高速度

Ayar Labs的光电芯片将数据带入光线，但以电子方式计算。图片由Ayar Labs提供

启动的光电芯片可以在增加计算速度的同时将能源使用高达50％降低50％。

利用新型光电芯片和与顶级芯片制造商的新合作伙伴关系，麻省理工学院纺丝亚达实验室旨在提高速度，从数据中心开始计算计算中的计算。

ayar在MIT和其他地方进行了多年的研究，ayar开发了在光线上移动数据但以电子计算的方式移动数据。独特的设计集成了快速，高效的光通信 - 使用光波传输数据的组件 - 进入传统的计算机芯片，更换较低的铜线。

根据初创公司，芯片可以将能量使用减少约95％的芯片到芯片通信，并在基于铜对应物上增加带宽十倍。CEO Alex Wright-Gradtstein MBA'15表示，在大规模的数据中心 - 由Facebook和亚马逊等技术巨头运营，如Facebook和Amazon，如Facebook和亚马逊，可以将总能源使用量减少30％至50％。

“现在就是大数据中心的带宽瓶颈，”赖特 - 拉夫斯坦说，他共同创立了陈太阳博士的亚马博士，科罗拉多州大学毕业生和前麻省理工学院研究员。“这是一个令人兴奋的应用程序，第一个真正需要这项技术的地方。”

12月，创业公司与全球全球硅芯片制造商合作，将其第一件产品成为明年奖金的第一件产品，成为辉煌的光学输入输出系统。

芯片也可以用于超级计算机，Wright-Gradtstein增加，它具有与数据中心的类似效率问题和速度约束。在路上，该技术还可以改善各种领域的光学，从自主车辆和医疗器械增加到增强现实。“我们不仅仅是为了数据中心可以做些什么，而是将来能够在未来实现哪些新事物，”Wright-Gradstein说。

看到光明

Ayar的核心技术 - 现在由25个学术论文支持 - 是制造的十年。研究合作开始于2000年代中期，作为国防高级研究项目机构的光神经优化的嵌入式微处理器（诗歌）项目，由Vladimir Stojanovic，现在是加利福尼亚大学电气工程和计算机科学副教授Berkeley与Rajeev Ram合作，是MIT电气工程和物理光学和电子集团的主要调查员和米洛波洛夫的MIT教授，现在是波士顿大学电气计算机工程助理教授。

这个想法是帮助数据传输跟上摩尔定律。芯片上的晶体管数量可以每两年加倍，赖特 - 罗德斯坦说：“但我们推推那些铜引脚的数据量并没有以相同的速度增长。”

计算机芯片在芯片之间发送数据，具有不同的功能，例如逻辑芯片和内存芯片。然而，利用基于铜的通信，芯片无法发送和接收足够的数据以利用其增加的处理能力。这导致了“瓶颈”，其中芯片必须等待长持续时间发送和接收数据。例如，数据中心的一半以上的时间是等待数据来随时到来，Wright-gradrstein说。“这是一个巨大的浪费，”她说。“他们正在使用几乎与他们在工作时的力量怠速一样。”

一个解决方案是浅色。光线可以在不同波长的光上传输多个数据信号，而铜线限于每根线的一个信号。因此，光学芯片可以使用显着更少的空间传输更多信息。此外，光子学产生很少的废热。通过铜线的数据产生大量的废热，这损害了inpidual芯片的效率。这是数据中心的问题，其中铜线在内部和服务器之间运行。

当时RAM，Stojanovic和Popovic的研究群体正在研究诗歌项目，英特尔和IBM等大公司正在尝试设计廉价，可扩展的光学芯片。合作 - 然后包括太阳和韦德 - 采取了不同的方法：它们将光学元件集成在硅芯片上，这是使用传统的CMOS半导体制造工艺制造的，该过程搅拌出便士的芯片。“那是激进的想法，”Wright-Gradstein说。“CMOS对光学不好，因此，行业退伍军人认为您必须进行重大变化，以便将其工作。”

为避免对CMOS过程进行更改，研究人员专注于新类小型化光学组件，包括对不同波长的光，然后发送和解码的光电探测器，光调制器，波导和光学滤波器，然后发送和解码。它们本质上是“黑客攻击”传统的硅芯片设计方法，使用用于构建光学器件的层来构建光学器件，并使芯片设计包括光学器件比以往任何时候都更加紧密地康明。

2015年，研究人员与UC Berkeley的Krste Asanovic的团队一起制作了第一个处理器使用光线进行沟通，并本质上发布了结果。在GlobalFoundries制造设施中制造的芯片包含850个光学元件和7000万个晶体管，并且在同一设施中制造的传统芯片进行。

拿下猛烈

Wright-Gradtstein已经考虑了商业化的幕后。在出版前一年，她读到了麻省理工学院的斯隆管理学院，专门与研究人员进行处理，解决清洁能源。考虑到15.366（能源企业）专注于商业化麻省理工学院清洁技术，选择选择养殖教室的技术。“这是满足各研究人员进行能源相关研究的完美借口，”Wright-Gradstein说。

从大量的300个实验室来看，她遇到了RAM的光电芯片 - 她说，“吹走了我”，她说。能源产业专注于装备创新，以节省数据中心的能源。“但是，通过计算自己，没有多少关注能量，”Wright-Gradstein说。“这似乎是产生影响的好方法。”

Wright-Gractstein在课堂上形成了一支球队，以创造一个商业计划和俯仰甲板。她还经常与太阳和潜在的行业客户谈谈。当麻省理工学院的清洁能源奖环绕时，这三名学生在名称，光纤 - 并赢得了大奖，赢得了275,000美元，巩固了他们的决定启动启动。

莱斯 - 拉夫斯坦说：“在提高风险投资资金之前，早点才能支付薪水低，在提高风险投资资金之前掌握了一点垫子。”

在旧金山建立商店，启动续有研发，增加了技术的通信数据率。去年，GlobalFoundries对这些不行性创新感兴趣，并与初创公司策划了伙伴关系，其中包括一些未公开的资金。今年，Ayar的第一个原型应该到达美国数据中心，并计划2019年的商业释放。

解决芯片输入输出问题只是开始。艾尔也对其新技术对光学领域来说意味着兴奋，莱特 - 拉夫斯坦说。例如，光学传感器用于自动驾驶或半编制车和昂贵的医疗设备。降低制造成本，同时增加了电气芯片的计算能力，可以使这些技术更便宜且更易于使用。

“我们正在开始在传统的硅芯片中解决这个瓶颈问题，但最终我们对这项技术将会走的所有不同的地方兴奋，”莱特 - 拉夫斯坦说。“这将改变光学的可用性，以及世界如何使用光学器件，以超出我们现在可以预测的方式。”