新型电光设备可加快计算机处理器和内存的速度

时间：2022-01-03 16:58:06来源：

首创的电光设备为更快，更节能的计算存储器和处理器提供了解决方案。

与明斯特和埃克塞特大学的研究人员合作，科学家创造了一种首创的电光设备，将光学和电子计算领域联系在一起。这为实现更快，更节能的存储器和处理器提供了一种优雅的解决方案。

以光速进行计算一直是一个诱人但难以捉摸的前景，但是随着这一发展，它现在已接近实际。使用光进行编码和传输信息，可以使这些过程以光速的极限速度进行。尽管最近已通过实验证明了将光用于某些过程，但仍缺乏与传统计算机的电子体系结构接口的紧凑型设备。电气和基于光的计算的不兼容性从根本上源于电子和光子在其中进行交互的不同体积。电气芯片需要较小才能有效地运行，而光学芯片则需要较大，因为光的波长要大于光的波长。电子。

为了克服这个具有挑战性的问题，科学家们提出了一种解决方案，将光限制在纳米尺寸内，正如他们在2019年11月29日发表在《科学进展》（Science Advances）上的论文《等离子纳米间隙增强型具有双电光功能的相变器件》中所详述的那样。他们创造了一种设计，使它们能够通过所谓的表面等离激元极化将光压缩成纳米大小的体积。尺寸的急剧减小以及能量密度的显着提高，使它们能够弥合光子与电子之间明显的不兼容，从而无法进行数据存储和计算。更具体地说，显示出通过发送电信号或光信号，光敏和电敏材料的状态在分子序的两个不同状态之间转换。此外，该相变材料的状态通过光或电子设备被读出，从而使该器件成为具有非易失性特性的第一电光纳米级存储单元。

研究生，第一作者，第一作者尼古拉斯·法玛基迪斯（Nikolaos Farmakidis）表示：“这是在计算领域，尤其是在需要高处理效率的领域中非常有希望的发展之路。”

合著者内森·杨布洛德（Nathan Youngblood）继续说道：“这自然包括人工智能应用程序，在许多情况下，对高性能，低功耗计算的需求远远超出了我们当前的能力。人们相信，将基于光的光子计算与其电气对应物相连接是下一章CMOS技术的关键。”

参考：Nikolaos Farmakidis，Nathan Youngblood，Xuan Li，James Tan，Jacob L.Swett，Zengguang Cheng，C.David Wright，Wolfram HP Pernice和Harish Bhaskaran于11月29日发表的“具有双重电光功能的，具有双电光功能的等离子体纳米间隙增强相变器件” 2019年，科学进展。
10.1126 / sciadv.aaw2687