【路之遥电子网讯】光学通信与电子通信相比，有带宽大、功耗低等优势，极大改善了计算机之间的数据通信，但把光子元件引入计算机内部并不容易。日前，美国研究人员首次将光子元件融入电路芯片，制造出第一个光处理器。

这项研究由加利福尼亚大学伯克利分校、麻省理工学院和科罗拉多大学博尔德分校的研究人员合作实施。据路之遥电子网（www.lzyec.com）了解，嵌入光学元件的处理器采用简化指令组计算机(RISC-V)架构，包含超过7000万个晶体管和850个光子元件。

值得一提的是，该处理器在一座现有芯片工厂内制作，显示出相关工艺与现有生产程序可以兼容。来自伯克利分校的研究人员表示，这是一个里程碑，第一次实现了用光线与外部世界进行通信。

据项目专家介绍，上述微处理器芯片呈长方形，各边尺寸分别为3毫米和6毫米，其中光子元件充当输入/输出端口。运行各种计算机程序的结果显示，这一芯片内的数据通信带宽为每平方毫米300千兆比特，相当于市场上现有“纯电子”微处理器内通信带宽的10至50倍。

除了速度快，这一芯片的功耗极低，传输1兆兆比特数据仅消耗电力1.3瓦。光子输入/输出端口在实验中发出并接受数据的距离是10米，而高速电子数据线路的传输距离极限大约是1米。

由于商业化大规模集成电路制造工艺复杂且昂贵，研究人员正着力降低将光子元件引入芯片的成本，以及过程中可能导致的残次品率。他们在蚀刻环形调制器、光探测器、垂直耦合器等光子元件时尽可能地利用硅锗晶体管、多晶硅和单晶硅层的特性，以晶体管的管体充当波导管。

据悉，这种强劲且低功耗的光处理器极有可能被数据中心采用，后者往往会消耗大量电力。此前有数据显示，美国所有数据中心2013年合计使用了约910亿千瓦·时的电力，这相当于美国当年总体电力消耗的2%。

（王萌/文 本文首发路之遥电子网www.lzyec.com，转载请注明出处。）