Новый чип на старой архитектуре
Разработкой гибридного двухъядерного процессора занималась группа исследователей под руководством Владимира Стояновича (Vladimir Stojanovic) из университета штата Калифорния в Беркли. Микрочип включает в себя более 70 млн транзисторов и выполняет трансфер информации при помощи 850 фотонных каналов.
Микрочип построен на основе архитектуры RISC-V, разработанной в Беркли в 2010 году. Программисты уже адаптировали к ней операционные системы FreeBSD и Linux, создали компиляторы и другие инструменты для разработки программного обеспечения.
Преимущества гибрида
По словам Чена Сана (Chen Sun), главным плюсом применения фотонов является возможность передачи информации на расстояние, измеряемое сантиметрами, метрами или километрами, с одними и теми же энергозатратами. Классические же электрические схемы требуют включения усилителей через определенные промежутки пути для регенерации сигнала.
Объединить фотоны и электроны удалось за счет использования особых световодов из кремния и германия. Их можно «печатать» внутри процессора по тем же методикам, что используются при изготовлении обычных микросхем.
Световоды обеспечили многократное снижение потерь энергии на передаче информации от процессора к памяти и обратно. Скорость передачи данных составила 2,4 Гб/с на канал, а затраты энергии на трансфер одного бита информации – 1,3 пДж.
Будущее проекта
Ученые утверждают, что совершенствование технологии и замена большей части шин данных внутри микрочипов позволит еще сильнее снизить токи утечки и сократить энергопотребление. Основная область применения гибридного процессора – дата-центры, в которых на передачу информацию приходится значительная часть энергии.