IBM đã đặt một dấu ấn quan trọng trong mục tiêu nghiên cứu dài hạn nhằm giảm bớt mức tiêu thụ năng lượng và tăng tốc độ xử lý chip bằng quang điện toán. Tiếp theo thiết bị tách sóng quang thác gecmani (Germanium Avalanche Photodetector) - một thiết bị có thể nhận các tín hiệu quang học với tốc độ 40Gb/s, nhân lên gấp 10 lần và hoạt động với nguồn điện chỉ 1,5 V đã được IBM phát triển và công bố hồi tháng 3, IBM hôm nay đã giới thiệu một công nghệ chip mới cho phép tích hợp các mô-đun điện tử và quang học trên cùng một phiến silicon mà theo dự đoán, tốc độ xử lý sẽ chạm mốc 1 triệu ngàn tỉ phép tính trên giây - gấp 1000 lần tốc độ xử lý của các siêu máy tính hiện nay.
![[IMG]](http://photo.tinhte.vn/attach/public_image/btv/52034/520344cfbc9172f904_cmosintegratedsiliconnanophotonics-1.jpg)
Theo công ty cho biết, công nghệ mới với tên gọi CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) Intergrated Silicon Nanophotonics (CMOS ISN) - tạm dịch là bán dẫn oxit kim loại bổ sung tích hợp photon quang silicon sẽ cách mạng hóa cách thức giao tiếp của chip và cải tiến mật độ tích hợp lến gấp 10 lần so với các kỹ thuật sản xuất chip hiện nay bằng cách gọp chung các mô-đun quang học và chức năng của chúng lên một chip silicon duy nhất. Điều này là hoàn toàn có thể bởi công nghệ mới của IBM cho thấy một kênh thu phát đơn với tất cả các mạch quang và điện tử chỉ gói gọn trên một kích thước 0,5mm2. Điều này có nghĩa, công nghệ sẽ cho phép các nhà sản xuất chế tạo những con chip thu phát đơn với kích cỡ 4x4m2 nhưng tốc độ thu và phát có thể lên đến 1 ngàn tỉ bit (Terabit)/giây.
Sản xuất trên dây chuyền CMOS tiêu chuẩn:
Bên cạnh việc kết hợp các mô-đun quang và điện tử trên một chip đơn, IBM cho biết công nghệ CMOS ISN có thể được sản xuất ở bước đầu của dây chuyền sản xuất CMOS tiêu chuẩn hiện nay mà không cần đến các công cụ đặc biệt. Qua đó, các điện trở silicon sẽ có kết cấu lớp silicon tương đương với các mô-đun photon quang silicon và để thực hiện điều này, các nhà nghiên cứu của IBM đã phát triển một gói tích hợp các mô-đun photon quang silicon chủ động và bị động siêu gọn nhẹ để giảm kích thước xuống giới hạn nhiễu xạ - kích cỡ nhỏ nhất mà quang điện môi có thể đạt được.
IBM cho biết chip thu phát giao tiếp quang học hiện đã có thể được sản xuất theo một khuôn CMOS tiêu chuẩn thay vì lắp ráp từ nhiều phần khác nhau được chế tạo dưới công nghệ đa hợp bán dẫn đắt tiền. Qua đó, nó cho phép bổ sung các mô-đun xử lý vào quy trình chế tạo CMOS và tương thích với nhiều cấu thành khác nhau của photon quang silicon, chẳng hạn như các bộ điều biến, các bộ tách sóng quang gecmani và các bộ ghép kênh bước sóng dài siêu gọn nhẹ để tích hợp với mạch CMOS analog và mạch CMOS kỹ thuật số hiệu suất cao.
Hướng đến tốc độ xử lý exaflop:
![[IMG]](http://photo.tinhte.vn/attach/public_image/btv/52034/520344cfbc90ff007c_cmosintegratedsiliconnanophotonics.jpg)
Bằng cách tăng đột ngột tốc độ và hiệu năng giữa các chip, IBM hy vọng công nghệ mới sẽ đóng vai trò quan trọng trong chương trình điện toán tốc độ exaflop mà mục tiêu hướng tới là việc phát triển các siêu máy tính có thể thực hiện hàng nghìn triệu tỉ phép tính trên một giây.
Phó giám đốc viện khoa học và công nghệ của IBM, tiến sĩ T.C. Chen cho biết: "Sự phát triển của công nghệ photon quang silicon đã mang lại tầm nhìn về những mối liên kết quang học trên chip. Với các giao tiếp quang học được nhúng vào chip xử lý, viễn cảnh về một hệ thống máy tính tiết kiệm năng lượng với hiệu năng ở cấp độ exaflop sẽ sớm hiện ra trước mắt chúng ta."
Theo công ty cho biết, công nghệ mới với tên gọi CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) Intergrated Silicon Nanophotonics (CMOS ISN) - tạm dịch là bán dẫn oxit kim loại bổ sung tích hợp photon quang silicon sẽ cách mạng hóa cách thức giao tiếp của chip và cải tiến mật độ tích hợp lến gấp 10 lần so với các kỹ thuật sản xuất chip hiện nay bằng cách gọp chung các mô-đun quang học và chức năng của chúng lên một chip silicon duy nhất. Điều này là hoàn toàn có thể bởi công nghệ mới của IBM cho thấy một kênh thu phát đơn với tất cả các mạch quang và điện tử chỉ gói gọn trên một kích thước 0,5mm2. Điều này có nghĩa, công nghệ sẽ cho phép các nhà sản xuất chế tạo những con chip thu phát đơn với kích cỡ 4x4m2 nhưng tốc độ thu và phát có thể lên đến 1 ngàn tỉ bit (Terabit)/giây.
Sản xuất trên dây chuyền CMOS tiêu chuẩn:
Bên cạnh việc kết hợp các mô-đun quang và điện tử trên một chip đơn, IBM cho biết công nghệ CMOS ISN có thể được sản xuất ở bước đầu của dây chuyền sản xuất CMOS tiêu chuẩn hiện nay mà không cần đến các công cụ đặc biệt. Qua đó, các điện trở silicon sẽ có kết cấu lớp silicon tương đương với các mô-đun photon quang silicon và để thực hiện điều này, các nhà nghiên cứu của IBM đã phát triển một gói tích hợp các mô-đun photon quang silicon chủ động và bị động siêu gọn nhẹ để giảm kích thước xuống giới hạn nhiễu xạ - kích cỡ nhỏ nhất mà quang điện môi có thể đạt được.
IBM cho biết chip thu phát giao tiếp quang học hiện đã có thể được sản xuất theo một khuôn CMOS tiêu chuẩn thay vì lắp ráp từ nhiều phần khác nhau được chế tạo dưới công nghệ đa hợp bán dẫn đắt tiền. Qua đó, nó cho phép bổ sung các mô-đun xử lý vào quy trình chế tạo CMOS và tương thích với nhiều cấu thành khác nhau của photon quang silicon, chẳng hạn như các bộ điều biến, các bộ tách sóng quang gecmani và các bộ ghép kênh bước sóng dài siêu gọn nhẹ để tích hợp với mạch CMOS analog và mạch CMOS kỹ thuật số hiệu suất cao.
Hướng đến tốc độ xử lý exaflop:
Bằng cách tăng đột ngột tốc độ và hiệu năng giữa các chip, IBM hy vọng công nghệ mới sẽ đóng vai trò quan trọng trong chương trình điện toán tốc độ exaflop mà mục tiêu hướng tới là việc phát triển các siêu máy tính có thể thực hiện hàng nghìn triệu tỉ phép tính trên một giây.
Phó giám đốc viện khoa học và công nghệ của IBM, tiến sĩ T.C. Chen cho biết: "Sự phát triển của công nghệ photon quang silicon đã mang lại tầm nhìn về những mối liên kết quang học trên chip. Với các giao tiếp quang học được nhúng vào chip xử lý, viễn cảnh về một hệ thống máy tính tiết kiệm năng lượng với hiệu năng ở cấp độ exaflop sẽ sớm hiện ra trước mắt chúng ta."
Nguồn: Gizmag
