Его секрет — сто параллельных каналов для передачи данных.
Китайские учёные из Шанхайского института оптики и точной механики создали первый в мире оптический вычислительный чип. Он способен выполнять 2 560 тераопераций в секунду при частоте 50 ГГц. Описание разработки опубликовано в журнале eLight.
В отличие от других оптических процессоров, работающих на одной длине волны, чип делит лазерный луч на более ста независимых цветовых каналов. Все они проходят через кристалл размером с ноготь одновременно. Это увеличивает пропускную способность без роста тактовой частоты.
Руководитель проекта Се Пэн сравнивает это с переходом от однополосной дороги к скоростному шоссе на сто полос. Новая технология основана на солитонном микрогребне — крошечном кольцевом резонаторе, который разбивает непрерывный лазер на равномерные «зубья» спектра. Каждая спектральная линия передаёт свой поток битов.
Свет не вызывает омического нагрева, поэтому чип передаёт данные почти без потерь энергии и тепла. Учёные отмечают полосу пропускания более 40 нанометров, низкие оптические потери и гибкую маршрутизацию. Это позволяет устройству обрабатывать изображения и сигналы в реальном времени.
Высокая параллельность делает чип идеальным для систем искусственного интеллекта. Нейронные сети состоят из множества операций, которые легко укладываются в структуру многоканальной микросхемы. Низкие задержки важны для периферийных устройств: серверов высокочастотной торговли, роев беспилотников. Здесь счёт идёт на миллисекунды, а каждый ватт-час на вес золота.
Пока новая архитектура остаётся в лаборатории, другой китайский коллектив приблизился к серийному производству фотонных кристаллов. Центр CHIPX при Шанхайском университете Цзяо Тун запустил пилотную линию выпуска тонкоплёночных чипов из литий-ниобата. Шестидюймовые пластины уже демонстрируют полосу модуляции свыше 110 ГГц, низкие оптические потери и недельный цикл итераций. Обычно такие процессы занимают гораздо больше времени.
Директор CHIPX Цзинь Сяньмин отмечает, что разработка материалов и технологий заняла пятнадцать лет. Производственная мощность линии — двенадцать тысяч пластин в год. Это приближает массовое производство фотонных устройств в Китае.
Два независимых достижения демонстрируют стремительное развитие оптических чипов в Китае. Первая работа открывает новые возможности в параллельных фотонных вычислениях, вторая — приближает серийное производство устройств на основе литий-ниобата. Эти новости придают импульс отрасли, которая стремится передавать всё больше информации с минимальными затратами энергии.