旧金山1月1日电 美国研究人员日前首次在微处理器集成电路芯片内带入光子元件，为脱胎高速低功耗计算机处理器探寻途经。这一处理器使用修改指令组计算机(RISC－V)架构，包括多达7000万个晶体管和850个光子元件，而且是在一座现有芯片工厂内制作，表明出有涉及工艺与现有生产程序可以相容。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行。项目专家讲解说道，上述微处理器芯片呈圆形长方形，各边尺寸分别为3毫米和6毫米，其中光子元件当作输出／输入端口。

这是一个里程碑，加利福尼亚大学伯克利分校电气工程和计算机系副教授弗拉迪米尔斯托亚诺维奇说道，因为这是第一个用光线构建与外部世界(数据)通信的处理器。光学通信与电子通信比起，有比特率大、功耗低等优势。光学通信迄今已很大提高计算机与计算机之间的数据通信，即计算机网络通信，但把这些效能引进计算机内或计算机微处理器芯片内部并不更容易。

商业化大规模电子集成电路生产工艺简单、设备便宜，所以研究人员着力减少在芯片内引进光子元件所须要减少的成本以及有可能造成的残次品亲率。所以，他 们在转印环形调制器、光探测器、横向耦合器等光子元件时尽量地利用硅锗晶体管、多晶硅和单晶硅层的特性，以晶体管的管体当作波导管。该项目的研究人员在英国《大自然》杂志上公开发表的论文说道，运营各种计算机程序的结果显示，这一芯片内的数据通信比特率为每平方毫米300千兆比特，相等于市场上现有显电子微处理器内通信比特率的10至50倍。

测试结果还指出，这一芯片内光子输出／输入端口的功耗是每比特1.3头顶焦耳，即传输1兆兆比特数据仅有消耗电力1.3瓦。此外，光子输出／输入端口在实验中收到并拒绝接受数据的距离是10米，而高速电子数据线路的传输距离无限大约是1米。据研究人员推断，这种功耗小的光子输出／输入端口未来将会被数据中心之类的单位所使用，这类数据中心往往消耗大量电力，而且这种耗电量有可能时隔 录较慢减少。

依照美国自然资源维护理事会的众说纷纭，美国所有数据中心2013年合计花费电力约910亿千瓦小时，相等于全美当年总体电力消耗的大约2%。2015年，这种在微处理器集成电路芯片内带入光子元件的技术应用于前景在美国已促成了两家初创企业，其中一家与加利福尼亚大学伯克利分校及其研究人员必要有关。

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