Serve la luce per accelerare i chip futuri
La fotonica è considerata come la tecnologia chiave per accelerare i chip futuri,
dato che i segnali luminosi sono in grado di trasferire più dati e in maniera
più veloce rispetto i segnali elettrici. Tuttavia controllare la velocità della
luce, e gestirla, è ancora molto complesso anche dal punto di vista dei
ricercatori. IBM ha annunciato di aver sviluppato un dispositivo in grado di "bufferizzare",
cioè memorizzare temponeramente (buffering) la luce in un dispositivo
abbastanza piccolo da essere integrato un in chip di silicio.
IBM afferma che i suoi scienziati sono in grado di attenersi alle
restrizioni dimensionali dei chip raggiungendo il necessario livello di
controllo del segnale luminoso facendolo passare in una "nuova forma"
di ottica basata sul silicio composta da 100 "micro-ring risonator"
(risonatori a micro-annello) posti a cascata.
Quando l'onda guida ottica è curvata da un anello, la luce è forzata a
girare in tondo per molteplici volte, ritardando il suo viaggio. Il dispositivo
buffer ottico basato su questo semplice concetto può velocemente immagazzinare
10 bit di informazioni ottiche in un'area di 0.03 mm2. Questo equivale a circa
il 10 percento della densità di archiviazione di un floppy disk, e secondo IBM
questo risultato rappresenta un "grande miglioramento" rispetto i
risultati precedenti. Questo avanzamento può potenzialmente permettere di
integrare centinaia di questi dispositivi in un chip per computer, un
importante passo in avanti per quanto riguarda la comunicazione ottica on-chip.
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Secodo IBM, i micro-ring resonator sono prodotti utilizzano sistemi di
fabbricazione complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS). IBM spera che
questi nuovi dispositivi possano aprire la strada all'integrazione on-chip di
compatti circuiti nano-fotonici per manipolare i segnali luminosi – nello
stesso modo in cui i segnali elettrici vengono manipolati dai chip in silicio
odierni. Il fatto che IBM sia stata in grado di utilizzare la classica linea di
fabbricazione CMOS indica che in futuro sarà possibile l'economica produzione
in massa di chip optoelettronici altamente integrati che comprendano sia
circuiterie elettroniche che fotoniche.
Altre recenti rivelazioni della ricerca fotonica includono l'Intel hybrid
silicon laser chip, un chip che combina le tradizionali tecnologie elettriche e
le future ottiche. L'azienda afferma che il dispositivo annunciato a settembre
di quest'anno può essere prodotto utilizzando il processo di produttivo standard CMOS.
Il chip ibrido di Intel integra 36 laser e 36 modulatori su
un unico die come un multiplexor che orienta il cannone di luce con differenti
lunghezze d'onda in una fibra ottica. Ogni laser è largo circa 1 micron e lungo
800 micron – come confronto, un capello umano è largo circa 100 micron. Intel
mira a combinare la piattaforma con un chip di ricezione dati per costruire un
chip fotonico, che può essere utilizzato sulle schede per computer e può
servire come interconnessione tra i bus.