27/02/2014 - Des processeurs plus rapides grâce à la lumière?

Menéame

Chaque seconde, un ordinateur doit réaliser Des milliards de pas pour traiter ou générer les réponses les plus simples. Si chacune de ces étapes pouvait être réalisée de manière un peu plus efficace, "des nanosecondes précieuses seraient épargnées," explique le professeur assistant de physique.  Swastik Kar, de la Northeastern University

Kar et son collègue Yung Joon Jung , professeur associé dans le Département du génie mécanique et industriel , ils ont développé une série de nouveaux appareils qui font exactement cela . Son travail a été publié dimanche dans la revue Nature Photonics .

L’année dernière, le duo interdisciplinaire a combiné l’expérience de Kar dans legrafène, un matériau à base de carbone connu pour sa résistance et conductivité, et celui de Jung dans la mécanique desnanotubes de carbone, pour déterrer un phénomène physique qui pourrait marquer le début d’une nouvelle ère de produits électroniques à haut rendement.

Courants électriques induits par la lumière

La collaboration de Kar et Jung a permis de découvrir que les courants électriques induits par la lumière montent beaucoup plus fortement à l’intersection des nanotubes de carbone et de silicium, par rapport à l’interface de silicium et un métal, comme dans lesdispositifs de photodiode traditionneles. "Cette forte augmentation nous aide à concevoir des dispositifs qui peuvent être activés et désactivés avec la lumière ," a déclaré Kar.

Cette découverte a des implications importantes pour les calculs qui sont effectués, qui, en termes simples, dépendent également d’une série de commutateurs d’allumage et d’arrêt . Mais pour pouvoir accéder aux informations qui peuvent être stockées sur ces commutateurs, il est également nécessaire de les transférer et de les traiter par d’autres commutateurs. "En général, les gens pensent que le meilleur ordinateur est celui qui fonctionne par des signaux électriques et utilise l’optique pour le transfert du signal," a déclaré Kar.

Ce n’est pas vraiment une surprise, car la lumière est extrêmement rapide. Ces dispositifs de Kar et Jung sont les premiers à intégrer les propriétés électroniques et optiques dans une seule puce, et représentent une avancée fondamentale dans la fabrication d’un appareil électronique idéal.

Swastik Kar et son collègue Yung Joon Jung

Nouvelles études

Cette modélisation informatique a été réalisée en étroite collaboration avec le groupe de Young- Kyun Kwon , professeur de Université de Kyung Hee , à Séoul (Corée). Dans une nouvelle étude, l’équipe présente trois de ces nouveaux appareils.

Le premier est un Porte AND, qui nécessite à la fois une électronique et une entrée optique pour générer une sortie. Ce modificateur n’est activé que si les deux éléments sont joints.

Le deuxième dispositif est un Porte OR, peut générer une sortie si l’un des deux capteurs optiques C’est connecté. Cette même configuration peut également être utilisée pour convertir les signaux numériques en analogiques, ce qui représente un potentiel énorme pour des actions sur des appareils à contenu numérique, comme celui d’un fichier MP3.

Enfin, Kar et Jung ont également construit un dispositif qui fonctionne comme le front-end d’un capteur de caméra. Il est composé de 250 000 dispositifs miniatures montés sur une surface d’un centimètre carré. Bien que ce dispositif nécessite une intégration plus poussée pour être totalement viable, il a permis à l’équipe de tester la matérialisabilité de son processus de montage.

Les ordinateurs font des actions continues, pour lesquelles ils doivent effectuer des milliards de calculs par seconde, ce qui a montré qu’il est possible d’améliorer ces petites étapes.

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