Ученые из США создали первый фотонный процессор

Американские ученые опубликовали подробности о работе первого в мире фотонного микропроцессора, который использует для передачи данных свет вместо электрического тока. Статья опубликована в журнале Nature.

Исследователи из Университета штата Колорадо в Боулдере совместно с коллегами из Калифорнийского университета в Беркли и Массачусетского технологического института представили процессор, который построен на основе архитектуры RISC-V. Размер кристалла составляет 6 на 3 миллиметра. Чип обладает двумя вычислительными ядрами, одним мегабайтом памяти SRAM и 850 световыми портами ввода-вывода.

Характерной особенностью фотоники является возможность передачи данных на разные расстояния — от долей миллиметра до нескольких километров — при одинаковых энергозатратах: для обеспечения пропускной способности на уровне 1 Тбит/с требуется всего 1.3 Вт энергии.

Использование света с различной длиной волны позволит организовать передачи нескольких параллельных потоков данных по одному каналу, что может увеличить и без того немалую пропускную способность оптического канала.

По словам руководителя проекта Милоша Поповича, для передачи информации между узлами процессор будущего использует инфракрасный свет с физической длиной волны менее 1 микрона. "Это позволяет очень плотно разместить на чипе порты для передачи данных светом, которые обеспечивают огромную пропускную способность", — сказал исследователь. Эти порты обеспечивают ему пропускную способность на уровне 300 Гбит/с на квадратный миллиметр, что в 10-50 раз больше, чем у обычных процессоров.

Появление первых тестовых образцов фотонных процессоров, готовых к коммерческому применению, ожидается к началу 2017 г. В дата-центрах чипы, работающие "на свету", позволят многократно ускорить передачу данных между тысячами серверов, что, к примеру, приведет к более быстрой работе поисковой системы Google или функции распознавания изображений Facebook (запрещена в РФ). От фотонных вычислений выиграют и рядовые пользователи: такие чипы смогут повысить производительность ноутбука или смартфона без ущерба для времени автономной работы.

Тем временем в России

Пока американские ученые занимаются разработкой "световых" процессоров, и даже рассказывают о первых прототипах практически одновременно с выходом на экраны новой части популярной космической саги "Звездные войны: пробуждение силы" (а там, напомним, рыцари добра и света вовсю орудуют световыми мечами, которые хоть информацию и не передают, зато немедля всплывают в памяти при упоминании о "световых" процессорах), в России начинают выпускать собственные компьютеры. И что самое интересное, "начинка" отечественных ПК разрабатывается и собирается тоже на просторах нашей родины.

В начале месяца "Ижевский радиозавод" выпустил первые экземпляры персональных компьютеров "Эльбрус-401". Машина оснащена отечественной операционной системой. Ее можно использовать в качестве офисного персонального компьютера. "Эльбрус-401" разработан на базе микропроцессора "Эльбрус-4С" и предназначен для оборудования автоматизированных рабочих мест (АРМ) операторов, организации микросерверов и информационных терминалов, применения в промышленной автоматизации и в системах с повышенными требованиями к информационной безопасности. АРМ "Эльбрус-401" выполнен в корпусе MiniTower.



На материнской плате реализован набор периферийных интерфейсов: Gigabit Ethernet, SATA 2.0, IDE, USB 2.0, RS-232, DVI (используется встроенная видеокарта). На плате предусмотрено посадочное место и установлен SSD-диск формата microSATA. Имеется разъем PCI-Express х16 (используются 8 линий), позволяющий устанавливать карты расширения или 3D-видеокарту семейства AMD Radeon (установлена в штатной конфигурации). Интерфейс IDE подведен к разъему карты CompactFlash (используется для нужд двоичного транслятора).