美國加州理工學院和英國南安普頓大學的工程師合作設計了一種與光子芯片(利用光傳輸數據)集成的電子芯片,創造了一種能以超高速傳輸信息同時產生最少熱量的緊密結合的最終產品。研究論文近日發表在《IEEE固態電路期刊》上。

雖然雙芯片“三明治”不太可能在膝上型電腦中找到出路,但新設計可能會影響管理大量數據通信的數據中心的未來。

就像膝上型電腦在使用時會升溫一樣,數據中心的服務器也會在工作時升溫,只是幅度要大得多。一些數據中心甚至建在水下,以便更容易地冷卻整個設施。理論上講,它們的效率越高,產生的熱量就會越少,最終管理的信息量就越大。

數據處理在電子電路上完成,而數據傳輸則可以使用光子學有效完成。在兩個方面同時實現超高速非常具有挑戰性,不過,設計它們之間的接口則更為困難。

為應對這一挑戰,該團隊從頭開始設計了電子芯片和光子芯片,并共同優化了它們以協同工作。從最初的想法到實驗室的最終測試,這個過程花了四年時間。

研究人員稱,必須同時優化整個系統,從而實現卓越的電源效率。這兩個芯片實際上就是為彼此制造的,在三個維度上相互集成。

兩個芯片之間由此產生的優化接口使它們能每秒傳輸100吉比特的數據,同時每個傳輸比特僅產生2.4皮焦耳熱量。與當前最先進的技術相比,這將傳輸的電光功率效率提高了3.6倍。