Новости Зеленограда, инфопортал Зеленоград ИНФО
Воскресенье, 15 Декабря, 2019 год
Главная » Наука » В Мире » В Европе создали прототип оптоэлектронной ячейки памяти

В Европе создали прототип оптоэлектронной ячейки памяти

Это важный шаг в сторону разработки первых световых компьютеров

ТАСС, 29 ноября. Ученые из Британии и Германии создали первый прототип ячейки памяти, работой которой можно одновременно управлять и при помощи света, и при помощи импульсов электричества. Ее создание стало важным шагом в сторону разработки первых световых компьютеров, сообщила в пятницу пресс-служба британского университета Эксетера.

"Объединение фотонных технологий и электроники считается сегодня тем направлением, по которому пойдет развитие современной вычислительной техники и методик ее изготовления. Этот гибридный подход особенно поможет в разработке систем искусственного интеллекта, где необходимо сочетание высокой скорости работы чипов и низкий уровень энергопотребления, чего нельзя достичь сегодня", – заявил Нэйтан Янгблад, физик из Оксфордского университета, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Электромагнитные волны, в том числе и видимый свет, переносят информацию гораздо эффективнее и быстрее, чем электрические сигналы, применяемые сегодня в классической полупроводниковой электронике. По этой причине физики и инженеры давно пытаются заменить транзисторы и металлические дорожки внутри чипов на их оптические аналоги.

Янглбад и его коллеги сделали большой шаг к решению этой задачи, создав устройство, которое они назвали "плазмонной ячейкой памяти". Главная ее отличительная черта от всех существующих систем хранения информации – ее содержимое можно считывать и менять как при помощи вспышек света, так и через электрические импульсы.

Полупроводниковый сэндвич

Эта ячейка представляет собой световод из соединения азота и кремния, разделенный на две половины. В центре этого "бутерброда" расположены два золотых электрода, а также особый материал GST, соединение германия, теллура и сурьмы, которое может превращаться в аморфное вещество при облучении светом, а также в кристаллический материал при пропускании через него тока.

Внутри этого вещества и прилегающих к нему золотых пластинок возникают особые структуры, которые физики называют поверхностными поляритонами и плазмонами. Первые представляют собой одну из относительно недавно открытых квазичастиц, которая, как и фотон, одновременно ведет себя как волна и как частица, а вторые – коллективные колебания электронов.

Их комбинация позволяет решить главную проблему вычислительной фотоники – невозможность миниатюризации оптических компонентов светового компьютера до размеров, сопоставимых с транзисторами или ячейками памяти в классической электронике. Вдобавок они позволяют "переводить" один тип сигналов в другой, превращая вспышки света в импульсы тока и наоборот.

Как хранятся данные в этой ячейке и как они считываются? Как объясняет Янгблад, в зависимости от того, в каком из этих двух состояний находится данное вещество, оно или пропускает ток, или же является изолятором. Аналогичные различия наблюдаются и в том, как этот соединение пропускает через себя свет. Это позволяет использовать его для хранения информации, замеряя сопротивление GST или то, как много света через него проходит, после записи новой порции данных.

Перезапись или чтение информации из подобной ячейки памяти требует всего 16 пикоджоулей энергии, что на порядки меньше, чем у самых экономных ячеек памяти в современной электронике, а также сопоставимо с энергетическими аппетитами первых прототипов световых процессоров, созданных в университете Калифорнии в Беркли четыре года назад.

Как надеются ученые, их идея быстро найдет применение на практике и существенно ускорит разработку оптических и гибридных вычислительных систем, объединяющих в себе плюсы и старых, и новых технологий, что значительно удешевит их.

Источник

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

© 2019 Зеленоград ИНФО – ещё ближе к городу. Все права защищены.


Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru
10:3715 Декабря
 Вс, 2019
WordPress: 58,01MB | MySQL:83 | 0,653sec